Section de cable pour gros moteur CC

[Forhorse]

Bonjour à tous,

C'est plus une question de "culture générale" qu'un problème à résoudre, mais j'aimerais bien savoir comment on calcul la section de câble nécessaire pour l'alimentation d'un gros moteur à courant continu. Quand je dis "gros" c'est plusieurs dizaine de kW

Pour vous expliquer le contexte, cette semaine nous avons eu un moteur de cramé sur une machine. Il a donc fallu le remplacer
Le moteur en question fait 185kW, l'induit alimenté sous 440V (continu donc) absorbe à son couple maximum près de 500A
La distance entre le variateur et le moteur est de 6m.
D'origine, l'induit du moteur est câblé avec du 370mm² (du 185mm² doublé), ce qui nous obligeait à rentrer dans la boite à borne 4 câbles de 185mm², ce qui était physiquement impossible (d'ailleurs la boite du moteur d'origine avaient été remplacée par une plus grosse)

Cette section nous semblant franchement excessive, nous avons décidé de remplacer le câblage d'origine par quelques chose de plus modeste.
Mais face aux calculs a faire, on s'est retrouvé bien "con"
Quelle chute de tension acceptable ? quelle dissipation dans les câbles ? (on parle de 185kW, on a vite plusieurs kW de perdu dans les câbles)
Finalement, empiriquement, on s'est dis que 100mm² était un bon compromis (le câblage interne de l'induit du moteur est en 50mm², le jeux de barre en sortie du variateur est en 90mm², les calculs théorique pour 0.5% de chute de tension donne 50mm² (sauf erreur) donc 100mm² nous semblait largement bon.
Finalement, et puisque le câblage d'origine était assez long nous avons gardé 2 des 4 câbles d’origine, le moteur à donc été câblé en 185mm².
Les essais on confirmé que c'était suffisant même à couple maximum.

Du coup on se pose quand même deux questions :
- Pourquoi le moteur avait été câblé en 370mm² ? (c'est une installation récente faite par un sous-traitant)
- Quel est la démarche correcte de calcul d'une section de câble pour une telle puissance ?

Merci d'avance à ceux qui sauront répondre.
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[gcortex]

Les câbles c'est SJ^4 = 3000 avec J = I/S

[gcortex]

Ici, c'est pas une question de longueur, mais de refroidissement et çà dépasse 200mm²

[gcortex]

185mm² suffisent en automne, mais à la prochaine canicule çà va fondre !

[A voir en vidéo sur Futura]

[Forhorse]

Bon bah y a plus qu'a espérer qu'a la prochaine canicule j'ai changé d'employeur ! comme ça ils trouveront un autre responsable si ça fond...
Pour pondérer un peu, le moteur n'est a son couple maxi que pendant les quelques secondes que durent le démarrage. En vitesse de croisière il est plutôt à la moitié.
Ce qui est étrange, c'est que sur la même machine il y a un autre moteur encore plus puissant (570A au couple maxi) mais qui n'est câblé "que" en 240mm², la distance entre moteur est variateur n'est pas beaucoup plus grande (8m à tout casser) celui là tourne depuis des années ainsi, on a jamais eu le moindre soucis.

[Antoane]

Bonjour,
Sauf erreur,
Il y a 2,5 points à prendre en compte dans le dimensionnement de câbles :
- la tension que l'on accepte de perdre dans le câble : quelle que soit sa valeur, elle ne génère pas de risque pour l'utilisateur. Le problème vient du rendement qui baisse, jusqu'à ne pas permettre un bon fonctionnement du moteur. C'est là qu'entre en compte le "0,5%", généralement assez arbitraire (sauf lorsqu'un CdCF précis a été établi -- souvent de manière arbitraire)...
- la température max du câble : c'est la formule donnée par Gcortex : on limite la densité de courant à une valeur suffisante pour que l'énergie dissipée au sein du câble puisse être dissipée sans trop faire chauffer/fondre la gaine du câble, voir le conducteur lui-même. Noter qu'un câble de 100mm² pourra transporter moins de courant que deux de 50mm² (si je ne m'abuse, d'un facteur sqrt(2)) puisque sa surface à l'air sera plus faible.
- l'électromigration : une trop forte densité de courant dégrade le câble, les électrons trop nombreux "bousculant" les atomes de métal. Ce pont est moins restrictif que le précédent pour un moteur destiné à fonctionner en continu : la densité de courant nécessaire pour qu'il y ait électromigration notable est de l'ordre de ~100A/mm² alors que l'effet joule limite le courant à ~1 à 10A/mm².



Quand il y a lieu, prendre en compte l'effet de peau.

[Forhorse]

Les câbles c'est SJ^4 = 3000 avec J = I/S

Une petite explication sur cette formule svp ?
Parce qu'une formule sans les unités, c'est un peu hard à comprendre.
merci

[gcortex]

S c'est la section en mm²
I = JS c'est le courant en ampères
J c'est la densité de courant en A/mm²