Contacteurs

Tout sur les contacteurs

Lorsqu'un relais est utilisé pour commuter une grande quantité d'énergie électrique à travers ses contacts, il est désigné par un nom spécial :contacteur . Les contacteurs ont généralement plusieurs contacts, et ces contacts sont généralement (mais pas toujours) normalement ouverts, de sorte que l'alimentation de la charge est coupée lorsque la bobine est hors tension.

L'utilisation industrielle la plus courante des contacteurs est peut-être la commande de moteurs électriques.

Les trois premiers contacts commutent les phases respectives de l'alimentation CA triphasée entrante, généralement au moins 480 volts pour les moteurs de 1 cheval-vapeur ou plus. Le contact le plus bas est un contact « auxiliaire » qui a un courant nominal bien inférieur à celui des contacts de puissance de gros moteur, mais est actionné par la même armature que les contacts de puissance.

Le contact auxiliaire est souvent utilisé dans un circuit logique de relais ou pour une autre partie du schéma de commande du moteur, commutant généralement une alimentation CA de 120 volts au lieu de la tension du moteur. Un contacteur peut avoir plusieurs contacts auxiliaires, normalement ouverts ou normalement fermés si nécessaire.

Réchauffeurs de surcharge

Les trois dispositifs en forme de "point d'interrogation opposé" en série avec chaque phase allant au moteur sont appelés chauffages de surcharge . Chaque élément « réchauffeur » est une bande de métal à faible résistance destinée à chauffer lorsque le moteur consomme du courant.

Si la température de l'un de ces éléments chauffants atteint un point critique (équivalent à une surcharge modérée du moteur), un contact d'interrupteur normalement fermé (non illustré sur le schéma) s'ouvrira. Ce contact normalement fermé est généralement connecté en série avec la bobine du relais, de sorte que lorsqu'il s'ouvre, le relais se désactive automatiquement, coupant ainsi l'alimentation du moteur.

Nous verrons plus de ce câblage de protection contre les surcharges dans le chapitre suivant.

Les réchauffeurs de surcharge sont destinés à fournir une protection contre les surintensités pour les gros moteurs électriques, contrairement aux disjoncteurs et aux fusibles qui ont pour objectif principal de fournir une protection contre les surintensités aux conducteurs d'alimentation.

Fonctions des réchauffeurs de surcharge

La fonction de chauffage de surcharge est souvent mal comprise. Ce ne sont pas des fusibles; c'est-à-dire que ce n'est pas leur fonction de brûler et de couper directement le circuit comme un fusible est conçu pour le faire. Au lieu de cela, les radiateurs de surcharge sont conçus pour imiter thermiquement la caractéristique de chauffage du moteur électrique particulier à protéger.

Tous les moteurs ont des caractéristiques thermiques, y compris la quantité d'énergie thermique générée par dissipation résistive (I ² R), les caractéristiques de transfert thermique de la chaleur « conduite » vers le fluide de refroidissement à travers le châssis métallique du moteur, la masse physique et la chaleur spécifique des matériaux constituant le moteur, etc.

Ces caractéristiques sont imitées par le réchauffeur de surcharge sur une échelle miniature :lorsque le moteur chauffe vers sa température critique, le réchauffeur vers son température critique, idéalement à la même vitesse et courbe d'approche.

Ainsi, le contact de surcharge, en détectant la température du réchauffeur avec un mécanisme thermomécanique, détectera un analogue du moteur réel. Si le contact de surcharge se déclenche en raison d'une température de chauffage excessive, cela indiquera que le moteur réel a atteint son température critique (ou l'aurait fait en peu de temps).

Après le déclenchement, les éléments chauffants sont censés refroidir à la même vitesse et à la même courbe d'approche que le moteur réel, de sorte qu'ils indiquent une proportion précise de l'état thermique du moteur, et ne permettront pas de réappliquer l'alimentation jusqu'à ce que le moteur soit vraiment prêt pour le démarrage à nouveau.

Contacteur de moteur électrique triphasé

Voici un contacteur pour un moteur électrique triphasé, installé sur un panneau dans le cadre d'un système de commande électrique dans une usine municipale de traitement des eaux :

Exemples de contacteurs

L'alimentation triphasée de 480 volts CA entre dans les trois contacts normalement ouverts en haut du contacteur via des bornes à vis étiquetées "L1", "L2" et "L3" (la borne "L2" est cachée derrière un carré- circuit en forme d'« amortisseur » connecté aux bornes de la bobine du contacteur). L'alimentation du moteur sort de l'ensemble de chauffage de surcharge au bas de cet appareil via des bornes à vis étiquetées « T1 », « T2 » et « T3 ».

Les unités de chauffage de surcharge elles-mêmes sont des blocs noirs de forme carrée avec l'étiquette "W34", indiquant une réponse thermique particulière pour une certaine puissance et température nominale du moteur électrique.

Si un moteur électrique de différentes puissances et/ou températures nominales devait être remplacé par celui actuellement en service, les unités de chauffage de surcharge devraient être remplacées par des unités ayant une réponse thermique adaptée au nouveau moteur. Le fabricant du moteur peut fournir des informations sur les unités de chauffage appropriées à utiliser.

Un bouton-poussoir blanc situé entre les réchauffeurs de ligne « T1 » et « T2 » sert à réinitialiser manuellement le contact de l'interrupteur normalement fermé à son état normal après avoir été déclenché par une température excessive du réchauffeur.

Les connexions des fils au contact de l'interrupteur de « surcharge » peuvent être vues en bas à droite de la photo, près d'une étiquette indiquant « NC » (normalement fermé). Sur cette unité de surcharge particulière, une petite "fenêtre" avec l'étiquette "Déclenchée" indique une condition de déclenchement au moyen d'un drapeau de couleur. Sur cette photo, il n'y a pas de condition de « déclenchement » et l'indicateur semble clair.

Éléments chauffants en tant que résistance shunt de courant brut

En note de bas de page, les éléments chauffants peuvent être utilisés comme résistance de dérivation de courant brut pour déterminer si un moteur consomme ou non du courant lorsque le contacteur est fermé. Il peut arriver que vous travailliez sur un circuit de commande de moteur, où le contacteur est situé loin du moteur lui-même.

Comment savoir si le moteur consomme de l'énergie lorsque la bobine du contacteur est sous tension et que l'induit a été tiré ? Si les enroulements du moteur sont brûlés, vous pourriez envoyer une tension au moteur via les contacts du contacteur, mais toujours avoir un courant nul et donc aucun mouvement de l'arbre du moteur.

Si un ampèremètre à pince n'est pas disponible pour mesurer le courant de ligne, vous pouvez prendre votre multimètre et mesurer la millivoltage sur chaque élément chauffant :si le courant est nul, la tension sur l'élément chauffant sera nulle (à moins que l'élément chauffant lui-même ne soit ouvert , auquel cas la tension à ses bornes sera grande); s'il y a du courant allant au moteur à travers cette phase du contacteur, vous lirez une millitension définie à travers ce réchauffeur :

Il s'agit d'une astuce particulièrement utile à utiliser pour dépanner les moteurs à courant alternatif triphasés, pour voir si un enroulement de phase est brûlé ou déconnecté, ce qui entraînera une condition rapidement destructrice connue sous le nom de « monophasé ».

Si l'une des lignes alimentant le moteur est ouverte, il n'y aura aucun courant à travers elle (comme indiqué par une lecture de 0,00 mV à travers son élément chauffant), bien que les deux autres lignes le seront (comme indiqué par de petites chutes de tension aux bornes de les radiateurs respectifs).

AVIS :

• Un contacteur est un grand relais, généralement utilisé pour commuter le courant vers un moteur électrique ou une autre charge haute puissance.
• Les gros moteurs électriques peuvent être protégés des dommages causés par les surintensités grâce à l'utilisation de chauffages de surcharge et surcharger les contacts . Si les éléments chauffants connectés en série deviennent trop chauds à cause d'un courant excessif, le contact de surcharge normalement fermé s'ouvrira, mettant hors tension le contacteur envoyant l'alimentation au moteur.

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Fiche de travail de base sur les relais électromagnétiques
• Fiche de travail sur les circuits de commande de moteur à courant alternatif