circuit polyphasé

Un circuit polyphasé est un ensemble de conducteurs à courant alternatif transportant des tensions délibérément décalées en phase, généralement par intervalles égaux. La forme la plus courante est le triphasé, où trois tensions sinusoïdales sont séparées par 120 degrés. Chaque phase atteint sa tension de crête à un moment différent ; ce décalage temporel, et non le nombre de fils seulement, définit le système. Le courant alternatif monophasé est un point de référence pour la comparaison, mais la plupart de l'énergie industrielle est polyphasée car la géométrie des déphasages crée des avantages mécaniques que le monophasé ne peut égaler.

Les systèmes triphasés transportent généralement des tensions de 208 V, 277 V, 380 V, 400 V ou 480 V entre les conducteurs de phase, avec un monophasé 120/240 V dérivé de deux phases lorsque les codes locaux le permettent. Un système triphasé peut être câblé en delta (trois conducteurs, tension plus élevée, pas de neutre) ou en étoile (quatre conducteurs incluant le neutre, référence de tension plus basse, plus sûr pour les charges mixtes). Le conducteur neutre, s'il est présent, se situe au centre géométrique des trois tensions de phase et ne voit aucun courant sous charge équilibrée. La distribution réelle utilise souvent le delta côté transmission et l'étoile côté utilisation, avec un transformateur à la jonction.

Pourquoi le polyphasé est important dans le travail industriel

Les moteurs triphasés sont plus petits, plus légers et plus efficaces que les moteurs monophasés de puissance équivalente, car les trois tensions décalées entraînent le couple du rotor en douceur, sans les points morts qui affligent les conceptions monophasées. Un moteur à induction triphasé produit un couple constant ; un moteur monophasé produit un couple pulsatoire et nécessite un condensateur et un enroulement auxiliaire pour démarrer. Les machines industrielles, les pompes, les compresseurs et les concasseurs utilisent presque toujours des moteurs triphasés. Les systèmes de distribution d'énergie favorisent le polyphasé car trois phases équilibrées peuvent fournir plus de puissance à travers la même section de conducteur que le monophasé, et le courant neutre dans un système en étoile équilibré est théoriquement nul, donc moins de cuivre est nécessaire.

Le déséquilibre est le principal mode de défaillance dans les circuits polyphasés. Lorsque les charges sont inégales entre les phases, ou lorsqu'une seule phase s'ouvre, les phases restantes doivent transporter un courant supplémentaire ; les moteurs surchauffent, les relais de protection se déclenchent et l'équipement tombe en panne. Un déséquilibre de phase aussi faible que 3 à 5 % peut réduire considérablement la durée de vie du moteur. Les tests nécessitent un analyseur de puissance triphasé pour mesurer la tension et le courant sur chaque phase et vérifier la séparation de l'angle de phase ; un multimètre de base ne peut pas diagnostiquer les problèmes polyphasés car il ne lit qu'entre deux points à un instant donné.

Le terme polyphasé vient des multiples formes d'onde décalées, chacune appelée une phase. Les systèmes biphasés (décalés de 90 degrés) étaient utilisés historiquement, en particulier dans certaines parties de l'Amérique du Nord, mais sont maintenant rares ; les systèmes tétraphasés ou hexaphasés existent dans des applications spécialisées comme la conversion HVDC et certains redresseurs de soudage, mais l'avantage économique et pratique du triphasé en a fait la norme industrielle mondiale depuis les années 1890.