Formation de Technicien de Service: Électricité pour les Personnes de Service, Partie 22

Circuits Électriques, Suite: Circuits de Verrouillage des Contacteurs

Par Gary Weidner / Publié en mars 2014

Toute machine commerciale ou industrielle dotée des boutons-poussoirs “start” et “stop” familiers utilise presque certainement un circuit de verrouillage dans son fonctionnement. Parce que les circuits de verrouillage sont si courants et utilisés dans de nombreux nettoyeurs haute pression, leur compréhension est un must pour le technicien de maintenance.

Le Principe de Verrouillage

Rappelle qu’un contacteur est un dispositif similaire à une électrovanne. Lorsque sa bobine est sous tension, le magnétisme de la bobine provoque le déplacement d’un piston. Dans le cas du contacteur, le mouvement du piston actionne les interrupteurs robustes dans le contacteur.

Un circuit de verrouillage effectue ce qui suit :

• Il permet de mettre le contacteur hors tension par un bouton-poussoir “stop” (ou par l’un de plusieurs boutons-poussoirs à différents endroits).

• Les fonctions des boutons-poussoirs “start” et “stop” peuvent également être accomplies par des interrupteurs automatiques qui font partie des commandes d’un nettoyeur haute pression. Par exemple:

~ Le contacteur peut être mis sous tension lorsque le pistolet de détente est enfoncé au moyen d’un commutateur de débit ou de pression (“démarrage automatique”).

~ Le contacteur peut être mis hors tension par tout dispositif pouvant ouvrir le circuit de verrouillage. Des exemples de tels dispositifs sont les relais de surcharge, les minuteries d’arrêt, les capteurs de surcharge thermique du moteur, les capteurs de pression d’eau d’entrée et les commutateurs haute pression (“arrêt automatique”).

Comment Cela se fait

La figure 1 présente un circuit de verrouillage de base. La disposition montrée est pour 120 volts, monophasé. Un circuit monophasé de 240 volts est d’apparence identique. Cependant, il existe deux différences: la bobine magnétique du contacteur doit être nominale pour fonctionner à la même tension que l’alimentation, 120 volts, ou bien 240 volts. De plus, les contacts principaux du contacteur doivent être dimensionnés pour supporter le courant du moteur de la pompe. (N’oubliez pas qu’un moteur consomme deux fois plus de courant à 120 volts qu’à 240 volts.)

Quelques mots sur la terminologie. Les bornes du contacteur pour la connexion de l’alimentation entrante sont presque toujours marquées L1, L2, etc. Remarque: un contacteur peut être conçu pour commuter plus de deux lignes, comme dans une utilisation triphasée. Les bornes du contacteur pour la connexion des fils du moteur sont presque toujours marquées T1, T2, etc.

De nombreux fabricants de contacteurs utilisent les désignations A1 et A2 pour les bornes qui connectent l’alimentation à la bobine magnétique. De même, de nombreux fabricants utilisent les désignations 13 et 14 pour les bornes des contacts auxiliaires normalement ouverts. Les contacts auxiliaires sont actionnés par la bobine magnétique tout comme les contacts principaux. La différence est qu’ils sont plus petits et plus légers, pas destinés à transporter le flux d’alimentation principal.

La séquence de fonctionnement se déroule comme suit: (Supposons que le moteur de la pompe ne tourne pas.) Un côté de la bobine du contacteur (A2) est connecté directement à l’une des lignes électriques entrantes. L’autre côté de la bobine (A1) a deux voies possibles pour compléter une connexion à l’autre ligne d’alimentation entrante.

Une voie se fait via l’interrupteur de démarrage momentané (à ressort) normalement ouvert. Lorsque l’opérateur appuie sur l’interrupteur “start”, la bobine est connectée des deux côtés de la ligne et le contacteur est sous tension.

Voici la partie intelligente: Lorsque le bouton “démarrer” est enfoncé et que le contacteur est sous tension, une deuxième voie est créée de A1 à la ligne électrique. Il est à noter que lorsque le contacteur est sous tension en appuyant sur le bouton “start”, le contact normalement ouvert entre les bornes 13 et 14 se ferme. La fermeture de ce contact crée une voie de A1 à 13-14 et l’interrupteur “stop” normalement fermé à la ligne électrique. Ainsi, lorsque l’opérateur retire son pouce du bouton “démarrer”, le contacteur reste sous tension.

Lorsque l’opérateur appuie sur l’interrupteur d’arrêt momentané (à ressort) normalement fermé, la connexion de A1 à la ligne électrique est rompue. La bobine est hors tension et le contact 13-14 s’ouvre. Lorsque l’opérateur retire son pouce du bouton “stop”, le contacteur reste hors tension car le contact 13-14 est ouvert, rompant une voie, et l’interrupteur “start” est ouvert, rompant l’autre voie.

Circuit de verrouillage triphasé

La figure 2 présente la version triphasée du circuit précédent. Les seules différences sont que le contacteur commute trois lignes électriques au lieu de deux, et l’ajout d’un relais de surcharge.

Les moteurs de laveuse à pression monophasés sont généralement construits avec des protecteurs de surcharge internes (le bouton de réinitialisation familier). Les moteurs triphasés ne sont généralement pas construits avec une protection interne. Ils nécessitent généralement des dispositifs de protection externes séparés. C’est le travail du relais de surcharge. La disposition de la figure 2, où le relais de surcharge se fixe aux bornes sortantes du contacteur, est assez courante.

Le relais de surcharge fonctionne comme un disjoncteur à trois pôles, sauf qu’il n’ouvre pas lui-même les lignes électriques. (Pourquoi construire un ensemble de contacts d’alimentation robustes dans le relais de surcharge, alors qu’il y en a déjà un dans le contacteur connecté?) Lorsque la puissance circule des bornes T1, T2, T3 du contacteur à travers le relais de surcharge et à partir de ses bornes T1, T2, T3, le relais surveille le courant qui le traverse sur chaque ligne.

Si le courant dans l’une des lignes devient excessif, le relais ouvre un contact interne normalement fermé qui relie les bornes 95 et 96. Comme vous pouvez le voir sur la figure 2, l’ouverture du contact normalement fermé entre 95 et 96 a exactement le même effet que d’appuyer sur l’interrupteur “stop” normalement fermé : le contacteur est mis hors tension.

Dans certaines machines européennes, la fonction du relais de surcharge est plutôt assurée par un capteur de surcharge intégré au moteur de la pompe. Le capteur a un contact normalement fermé qui fonctionne comme la connexion 95-96 sur le relais de surcharge.

Quelques notes

Contrairement aux protecteurs de surcharge de moteur internes monophasés, les relais de surcharge triphasés sont généralement fabriqués avec des réglages de courant de déclenchement. De plus, comme pour les bornes A1, A2 et 13-14 du contacteur, la désignation 95-96 n’est pas universelle. Enfin, les lignes électriques entrantes de la figure 2 sont marquées “230 volts, 3w”. Le symbole w (lettre grecque phi) est largement utilisé pour représenter le mot “phase.”

Dans le chapitre suivant: plus d’informations sur les circuits contacteurs.

Concepts clés

• Les moteurs monophasés ont généralement une protection interne contre les surcharges. Les moteurs triphasés ne le font généralement pas, un relais de surcharge du contacteur est donc nécessaire pour assurer la protection du moteur triphasé.