LES PREACTIONNEURS ELECTRIQUES

LES PREACTIONNEURS ELECTRIQUES INTRODUCTION
Les préactionneurs sont des constituants qui, sur ordre de la partie de
commande, assurent la distribution de l'énergie de puissance aux
actionneurs. Dans les circuits électriques, les préactionneurs sont
généralement soit un relais, soit un contacteur. Le contacteur assure en
plus l'extinction de l'arc électrique qui accompagne souvent la commutation
de l'énergie de forte puissance. En effet, quand on ouvre un circuit en
cours de fonctionnement, le contact en cause provoque un arc électrique qui
peut être dangereux pour les biens et les personnes. 1. LE RELAIS
Le relais est un composant électrique réalisant la fonction d'interfaçage
entre un circuit de commande, généralement bas niveau, et un circuit de
puissance alternatif ou continu (Isolation galvanique). On distingue deux
types de relais : le relais électromagnétique et le relais statique.
1.1. Relais électromagnétique :
1.1.1. principe :
Un relais électromagnétique est constitué d'une bobine alimentée par le
circuit de commande, dont le noyau mobile provoque la commutation de
contacts pouvant être placé dans un circuit de puissance. Le relais
électromagnétique est réservé pour les faibles puissances.
1.1.2. Caractéristiques fondamentales :
. Tension d'alimentation : C'est une tension continue qui permet
d'exciter la bobine.
. La résistance de la bobine : paramètre permettant de déterminer le
courant circulant dans le circuit de commande.
. Le courant des contacts : c'est le courant maximal que peut
commuter les contacts de relais sans dommage. 1.2. Relais statique : 1.2.1. Définition
Ce qui est vrai pour un relais électromagnétique est vrai pour un
relais statique. De plus un relais statique commute de manière
totalement statique, sans pièce en mouvement, conférant au composant
une durée de vie quasiillimitée. La structure de base d'un relais
statique ainsi que son fonctionnement sont comme suit :
1. Le circuit d'entrée correspond à l'unité de traitement ;
2. Le circuit de mise à niveau ;
3. Le circuit de détection de passage de zéro permet de ne commuter le
relais que si la tension secteur est pratiquement nulle ; ainsi on
évitera les rayonnements dus à une commutation d'une grande valeur
;
4. La charge.
1.2.2. Caractéristiques fondamentales :
. Courant d'emploi : courant maximal que peut commuter le contact de
sortie.
. Tension d'entrée : c'est la tension d'alimentation. Elle peut être
continue ou alternative.
. Tension de sortie : c'est la tension d'alimentation de la charge.
Elle est généralement de type alternative. 1.3. Exemple de circuit : La figure suivante présente un exemple de relais statique bien connu le
MOC 341, ainsi que le montage de base le mettant en ?uvre :
. Si l'unité de commande, ici matérialisée par une porte NAND,
fournit un 0 à la sortie de cette porte, la diode infrarouge
conduit, ce qui fait conduire l'optotriac interne, qui à son tour
commande le triac extérieur, qui devient comme un circuit fermé ;
la charge (LOAD) est alors alimentée par 240V AC
. Le relais est muni du système "zero crossing", ce qui évite de
commander le triac quand la tension secteur est grande, ce qui
évite des parasites de commutation. 2. LE CONTACTEUR 2.1. Principe : Un contacteur est un relais électromagnétique particulier, pouvant
commuter de fortes puissances grâce à un dispositif de coupure d'arc
électrique. Sa commande peut être continue ou alternative. Sa
constitution est comme suit :
. Des pôles principaux de puissance ;
. Un contact auxiliaire (avec possibilité d'additionner au contacteur
un bloc de contacts auxiliaires instantanés ou temporisés) ;
. une armature fixe et un autre mobile ;
. Un ressort de rappel ;
. Un circuit magnétique ;
. Une bobine de commande du contacteur. Si la bobine est alimentée
elle attire l'armature mobile pour actionner les pôles de
puissance ; Si elle n'est pas alimentée, un ressort de rappel ouvre
les pôles de puissance. 2.2. Caractéristiques électriques :
. Tension nominale d'emploi Ue : C'est la tension entre deux pôles de
puissance qui ne provoque ni échauffement ni détérioration du
contacteur.
. Courant nominale d'emploi Ie : C'est le courant qui peut circuler
dans les pôles de puissance sans provoquer ni échauffement ni
détérioration du contacteur.
. Courant thermique conventionnel (Ith ) : courant qu'un contacteur
en position fermée peut supporter pendant 8 heures sans que
l'échauffement de la bobine ne dépasse 90°C.
. Pouvoir de coupure : courant maximal que le contacteur peut couper. 2.3. Catégories de fonctionnement et choix : Pour choisir un contacteur il faut tenir compte, en plus des
caractéristiques précédentes, des catégories d'emploi. Une catégorie
d'emploie définit, pour l'utilisation normale d'un contacteur, les
conditions d'établissement et de coupure du courant, en fonction du
courant nominal d'emploi "Ie" et de la tension nominale d'emploi "Ue" ;
elle dépend : . De la nature du récepteur contrôlé (résistance, moteur à cage,
moteur à bagues, etc.).
. Des conditions d'emploi dans lesquelles s'effectuent les
fermetures et les ouvertures ( moteur lancé ou calé, en
cours de démarrage, freinage par contre courant , etc. ). |En alternatif |En courant continu |
|Catégori|Utilisation |Catégori|utilisation |
|e | |e | |
|AC1 |Résistance |DC1 |Résistance |
|AC2 |Moteur asynchrone à bague|DC2 |Moteur Shunt |
|AC3 |Moteur asynchrone à cage.|DC3 |Démarrage et freinage par |
| | | |contre courant des moteurs|
| | | |Shunt |
|AC4 |Moteurs asynchrone à cage|DC4 |Moteurs série |
| |et à bagues | | |
| |- Inversion du sens de | | |
| |marche | | |
| |- Freinage par contre | | |
| |courant | | |
| |- Marche par "à coups" | | |
| | |DC5 |Démarrage et freinage par |
| | | |contre courant des moteurs|
| | | |série |
Pour choisir un contacteur on utilise généralement les guides de choix
proposés par les constructeurs :
Exemple de choix : Un circuit de chauffage est composé par deux charges
résistives triphasés. Chaque charge consomme un courant de 10A par
phase sous une tension U = 380V. Il s'agit de la catégorie de fonctionnement AC1. Sur le guide de choix
on peut opter pour le contacteur suivant :
LC1-D09 A65 2.5. Schémas de mise en ?uvre : Pour alimenter la bobine d'un contacteur on peut utiliser l'un des deux
montages suivants : Si on appuie sur le bouton poussoir MA la bobine du contacteur est
alimentée et ferme le contact K. Même si on relâche le bouton poussoir
la bobine reste alimentée (automaintien). Pour couper l'alimentation il
suffit d'ouvrir le bouton poussoir AR. Généralement, dans une chaîne d'énergie électrique, le préactionneur ne
s'utilise pas seul, mais associé à une classe d'appareillage typique :
sectionneur, relais thermique, etc. 3. LE SECTIONNEUR
Le sectionneur est un appareil de connexion qui permet d'isoler (séparer
électriquement) un circuit pour effectuer des opérations de maintenance ou
de modification sur les circuits électriques qui se trouvent en aval. Ainsi
il permet d'assurer la sécurité des personnes qui travaillent sur le reste
de l'installation en amont.
Le sectionneur ne possède aucun pouvoir de coupure, par conséquent, il ne
doit pas être man?uvré en charge.
On trouve également des sectionneurs qui servent en plus de porte-
fusible. On les désigne par "Sectionneurs porte-fusible" :
4. LES FUSIBLES Les fusibles sont des appareils de protection dont la fonction est
d'ouvrir un circuit par fusion d'un élément calibré, lorsque le courant
dépasse une valeur précise, pendant un temps donné. On trouve : . La classe gI ou gG : ce sont les fusibles d'usage général ; ils
protègent contre les surcharges et les courts-circuits.
. La classe aM : ce sont les fusibles d'accompagnement Moteur prévus
pour la protection contre les courts-circuits et surtout pour la
protection des moteurs. 5. LE RELAIS THERMIQUE
Le relais thermique est un appareil de protection capable de protéger
contre les surcharges prolongées. Une surcharge est une élévation anormale
du courant consommé par le récepteur (1 à 3 In), mais prolongée dans le
temps, ce qui entraîne un échauffement de l'installation pouvant aller
jusqu'à sa destruction. Le temps de coupure est inversement proportionnel à
l'augmentation du courant.
Le