Comprendre les contacteurs : types, fonctions et protection contre les surcharges

Tout sur les contacteurs

Un contacteur est un relais spécialisé conçu pour commuter des charges de fort courant, typiquement des moteurs électriques. Contrairement aux relais standards, les contacteurs comportent plusieurs contacts qui sont normalement ouverts (NO). Quand la bobine est énergisée, l'armature tire les contacts fermés, permettant à la puissance de circuler vers la charge ; quand la bobine est dé-énergisée, les contacts retournent à l'état NO, coupant l'alimentation.

Dans les milieux industriels, les contacteurs sont le plus souvent employés pour contrôler de grands moteurs électriques, assurant que le moteur reçoit la tension correcte et que le circuit est protégé des conditions de surintensité.

Pour un moteur triphasé de 1 ch ou plus, les trois contacts du haut sont câblés sur l'alimentation triphasée entrante (typiquement 480 V). Le contact le plus bas est un contact auxiliaire, qui a une puissance nominale bien plus faible mais est piloté par la même armature. Les contacts auxiliaires sont souvent utilisés dans la logique relais ou pour commuter des circuits de commande 120 V CA.

Un seul contacteur peut contenir plusieurs contacts auxiliaires, configurés comme normalement ouverts (NO) ou normalement fermés (NF) selon les besoins du schéma de commande.

Réchauffeurs de surcharge

Chaque phase d'un moteur est équipée d'une bande métallique à faible résistance connue comme réchauffeur de surcharge. Le réchauffeur dissipe de la chaleur proportionnellement au courant tiré par le moteur. Si la température d'un réchauffeur atteint un point critique — indiquant une surcharge modérée — un contact de surcharge normalement fermé s'ouvre, brisant le circuit série qui énergise la bobine et arrêtant immédiatement le moteur.

Contrairement aux disjoncteurs ou fusibles, qui protègent les conducteurs, les réchauffeurs de surcharge fournissent une protection contre les surintensités pour le moteur lui-même. Ils sont conçus pour émuler thermiquement les caractéristiques de chauffe du moteur, de sorte que la montée en température du réchauffeur corresponde au profil de température critique du moteur.

Quand le contact de surcharge déclenche, le réchauffeur doit refroidir au même rythme que le moteur récupérerait, empêchant les redémarrages prématurés jusqu'à ce que le moteur soit vraiment prêt.

Contacteur pour moteur électrique triphasé

Ci-dessous un exemple de contacteur installé dans le panneau de commande d'une station de traitement d'eau municipale :

Caractéristiques clés

• Trois contacts normalement ouverts en haut (L1, L2, L3) gèrent l'entrée 480 V CA. Le terminal L2 est caché derrière un circuit snubber qui protège la bobine.
• L'assemblage de réchauffeurs en bas (T1, T2, T3) délivre la puissance au moteur.
• Blocs de réchauffeurs noirs carrés étiquetés W34 indiquent une réponse thermique spécifique pour la puissance et la température nominale du moteur.
• Un bouton poussoir blanc entre T1 et T2 permet la réinitialisation manuelle du contact de surcharge normalement fermé après un déclenchement.
• Près du câblage du contact NF, une petite fenêtre marquée Triggered affiche l'état de déclenchement via un drapeau coloré.

Utilisation des éléments réchauffeurs comme shunt de courant

Dans certains scénarios de dépannage, l'élément réchauffeur peut servir de résistance shunt simple pour vérifier le fonctionnement du moteur quand le contacteur est énergisé. En mesurant la tension en millivolts à travers chaque réchauffeur avec un multimètre, vous pouvez déterminer si le courant circule dans cette phase :

• Tension nulle à travers un réchauffeur indique pas de courant (ex. enroulement brûlé).
• Une faible chute de tension confirme le flux de courant.

Cette technique est particulièrement utile pour détecter les conditions de monophasage, qui peuvent causer des dommages rapides au moteur.

Révision

• Un contacteur est un relais de fort courant utilisé pour alimenter des moteurs électriques ou autres grosses charges.
• Les réchauffeurs de surcharge protègent les moteurs en imitant thermiquement le chauffage du moteur et en déclenchant un contact normalement fermé quand nécessaire.

Fiches d'exercices associées

• Fiche d'exercices sur les relais électromagnétiques de base
• Fiche d'exercices sur les circuits de commande moteurs CA