Electricité
Le courant triphasé
Branchements

Sur cette page, nous décrivons le branchement d'appareils (monophasés, triphasés et même biphasés) au réseau triphasé.

Une seconde partie de la page concerne le branchement d'appareils triphasés au réseau monophasé.

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Le courant triphasé

C'est souvent du courant triphasé qui aboutit dans les habitations. Si vous rénovez vous-même, il est important de savoir comment brancher les appareils.


Bornier d'un appareil triphasé (moteur ou chauffage):
en jaune les branchements internes


Montage en étoile


Montage en triangle


Module de controle de phase


Appareils biphasé/monophasé:
On utilise deux des trois phases (brun, noir et gris)
Le neutre (bleu) doit toujours être connecté.

Comment reconnaitre le neutre?

La seule façon d'être sûr quel fil est le neutre est de mesurer la tension. Le neutre est le seul cable qui a toujours 230V par rapport aux trois autres cables.

Une phase a 400V par rapport à deux des cables et 230V par rapport au troisième cable (ce troisième cable est le neutre).

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Branchements triphasé

Les appareils triphasés ont toujours un bornier (plaque à bornes) dont le montage et la forme sont standardisés. Les connections internes sont indiquées en jaune (cela te permet de controler si une phase n'est pas interrompue ou en cours-circuit).

Les appareils sont fournis avec trois barres qui peuvent soit être montées horizontalement (montage en étoile) soit verticalement (montage en triangle). La distance verticale et horizontale entre les bornes est identique.

Le 230V triphasé du réseau résidentiel est en fait du 400V qui cache bien son jeu. Il y a du 400V entre les phases! S'il faut brancher un appareil triphasé au réseau domestique, branchez-le en étoile (Y) s'il est construit pour du 230V, en triangle (delta) s'il est construit pour du 400V.

Le neutre (normalement le fil bleu) n'est pas connecté en cas de montage en triangle (il faut isoler le fil). La connection au neutre n'est pas ncessaire en cas de charge équilibrée (chauffage ou moteur triphasé pur), même en cas de montage en étoile. On recommande de ne pas connecter le neutre dans le cas d'appareils triphasés équilibrés.

Les moteurs triphasés sont pratiquement tous des moteurs asynchrones dont l'ordre des phases détermine le sens de rotation. Si le branchement est incorrect, le moteur tournera dans le sens contraire. On utilise souvent la dénomination R S T dans les moteurs. Changer deux conducteurs de place (donc branchement R T S ou S R T) produit un champs tournant inverse et est à proscrire pour les moteurs. Un branchement S T R of T R S (déplacement des trois conducteurs sans changer leur phase) produit un champ tournant correct.

Dans le cas d'applications mobiles comme les grues de chantier on prévoit un module de controle de phase qui empèche l'installation de fonctionner si le branchement est incorrect. Le branchement électrique sur les chantiers n'est pas toujours effectué correctement et certains groupes électrogènes n'ont pas d'indication correcte de la phase. Un mauvais branchement peut avoir des conséquences désastreuses pour les appareils. Une telle protection n'est pas nécessaire pour les installations fixes, car la phase du réseau de distribution ne change pas.

Il existe de petits appareils qui indiquent la direction du champ rotatif. Ils fournissent une indication, mais n'empèchent pas le fonctionnement des appareils.

Un moteur triphasé ne peut pas démarrer sur du monophasé (par exemple si une des phases est coupée) puisqu'il n'y a pas de champs tournant, mais lancé, il continuera à tourner en monophasé. La puissance et le couple sont alors très faibles quand le moteur continue à être alimenté, c'est pour cela que les disjoncteurs sont conçus pour couper les trois phases d'un moteur triphasé. Les modules de controle de phase coupent également l'alimentation si une des phases n'est plus alimentées.

La phase n'a pas d'importance dans les appareils de chauffage, par contre, elle en a même pour les moteurs dont le sens de rotation n'a pas d'importance à première vue: parfois, la ventilation du moteur n'est assurée que pour un sens de rotation donné.

La masse est indiquée PE (protective earth). Elle relie toutes les parties métalliques apparentes et permet d'évacuer le courant de perte en cas de défaut de masse. Le fil est jaune-vert. Il faut toujours brancher la masse: c'est une mesure de sécurité.

Appareils “bi”phasés

Certains appareils comme les taques de cuisson doivent être alimentés en biphasé ou monophasé. Comment brancher une telle taque chauffante sur le triphasé? (en fait, ce n'est pas vraiment du biphasé, c'est du triphasé amputé, le vrai biphasé, c'est encore autre chose).

Les anciennes taques chauffantes (plaques de cuisson) étaient alimentées en triphasé, donc un cable avec 5 conducteurs: trois phases (L1, L2, L3), un neutre (N) et une terre (PE). Les taques de cuisson actuelles n'utilisent que deux phases. Il peut être tentant de brancher les 3 phases aux connections marquées L1, L2 et N (voir schéma), mais vous devez savoir qu'il y a 400V entre les phases dans un réseau triphasé. Le résultat est très rapide: l'électronique de la taque va griller en quelques secondes!

La seule manière correcte de brancher une plaque chauffante ou une cuisinière est de ne pas brancher une des phases (il faut isoler le fil). Le neutre est généralement le cable bleu (si l'électricien a fait les cablages correctement) et doit toujours être branché au connecteur N. Comment savoir quel cable est le neutre est indiqué ci-contre.

Les fabricant utilisent une alimentation en triphasé amputé, car la consommation des nouvelles plaques de cuisson est inférieure. De plus, un branchement en monophasé est ainsi aussi possible.

Appareils monophasés

Les appareils monophasés sont toujours branchés entre le neutre et une des phases (230V). On utilise généralement un cable monophasé (phase=brun, neutre=bleu et masse=jaune/vert).

Il existe des systèmes pour distribuer la charge sur les trois phases, comme le transformateur open delta.

Branchement d'appareils triphasés sur le réseau monophasé

• Moteurs triphasés
Les moteurs triphasés ne peuvent en théorie pas être alimentés par le réseau monophasé, puisque le champ tournant n'est pas présent. Les moteurs monophasés ont besoin d'un système pour produire un champ tournant (sauf moteurs universels).

Il est possible de faire tourner un moteur asynchrone triphasé avec du monophasé en créant un champ tournant grâce à un condensateur, mais il s'agit d'une solution de fortune qui n'est applicable que pour les petites puissances. Le branchement est appellé connection Steinmetz dans les pays anglo-saxons. Elle peut être prise en considération s'il s'agit d'un moteur spécifique qui n'a pas de remplacement, ou d'un moteur de récupération qu'on veut utiliser à bas frais et dont on n'a pas besoin de la puissance nominale.

La puissance disponible est nettement moindre (30 à 50% inférieure) mais surtout le couple est plus faible. Il faut que le moteur puisse démarrer à vide. C'est par exemple le cas d'une meuleuse fixe.

La valeur minimale du condensateur est déterminé par la formule μF = W / 14.5. Un moteur de 500W nécessite donc un condensateur de 35μF minimum. Pour obtenir une valeur adéquate avec des condensateurs de capacité inférieure, on les met en parallèle et on additionne les capacités. Ne pas choisir de capacité beaucoup plus élevée, cela ne fait qu'augmenter le courant dans le bobinage. Une capacité plus petite produit un couple plus faible. L'idéal est que la tension au bobinage déphasé soit identique à la tension du secteur.

Il faut utiliser un condensateur adapté au fonctionnement permanent pour moteurs et d'une tension double de la tension du secteur. Il faut absolument choisir un condensateur non polarisé. Ce type de condensateurs se présente sous forme de cylindre en plastique avec les deux contacts d'un coté.

Si cette solution de fortune ne marche pas, il faudra nécessairement passer par un convertisseur statique qui transforme le monophasé en triphasé. Ce convertisseur permet souvent aussi de modifier de façon continue la fréquence électrique, et donc la vitesse du moteur.

Le branchement montré ici correspond à un moteur 380/220V alimenté en 380V. L'interrupteur permet de faire tourner le moteur dans un sens ou l'autre.

Ne pas tenter de faire tourner le moteur sans condensateur: il van rapidement surchauffer et griller (il fonctionne en fait comme chauffage!)

• Chauffage électrique
Supposons un chauffage électrique à accumulation qui a 3 fils protégés par un fusible de 20A. Alimenté en monophasé, il faudra prévoir une installation de 60A, ce qui n'est pas évident.

Le réseau monophasé peut fournir 4000W (cables fixes de 4mm). Si vous avez un chauffage électrique triphasé de 5000W, vous ne pourrez l'utiliser qu'à 67% de sa puissance nominale, en utilisant deux des trois résistances. Le neutre est branché normalement, et la phase est branchée sur L1 et L2.

Ce n'est jamais une très bonne idée de brancher un chauffage électrique concu pour le triphasé sur une installation monophasée: quand le chauffage fonctionne, vous ne disposez d'aucune réserve. Le fusible peut sauter quand le surgélateur se met en route, quand vous passez à l'aspirateur ou quand vous allumez la télé.

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