Circuits Start-Stop : composants, fonctionnement et contrôle – vue d'ensemble complète

La révolution industrielle et l'évolution constante de l'ingénierie ont engendré des systèmes plus vastes et complexes. La sécurité humaine et la nécessité de les maîtriser sont primordiales. D'où l'essor de l'automatisation et des circuits de commande. Ces circuits assurent le démarrage et l'arrêt sécurisés des systèmes électriques de forte puissance. On ne peut concevoir de tels systèmes sans comprendre comment les contrôler. C'est là que nous intervenons. Cet article examine les circuits start-stop, leur fonctionnement et l'importance des circuits de commande.

Qu'est-ce qu'un circuit Start-Stop ?

Fig 1 : Un électricien testant une machine industrielle 

Un circuit start-stop est un circuit électrique qui démarre ou arrête des composants électriques, y compris des moteurs ou des réseaux logiques à échelons.

Ils sont généralement critiques dans la commande de machines et les systèmes de contrôle pour démarrer/arrêter un moteur, une machine ou un processus.

Quels sont les composants clés d'un circuit Start-Stop ?

Fig 2 : Représentation schématique d'un circuit Start-Stop à 3 fils

Tout circuit start-stop comporte plusieurs composants obligatoires. Examinons les quatre éléments essentiels.

Boutons/Contacts

Les boutons ou contacts sont les interrupteurs qui ouvrent ou ferment le circuit. Leur principe : compléter ou rompre un circuit électrique manuellement ou automatiquement.

Relais/Contacteur

Relais et contacteurs sont des interrupteurs électromagnétiques ou électriques qui ouvrent/ferment les circuits selon un stimulus. Les contacteurs sont des relais spéciaux, mais tous les relais ne sont pas des contacteurs.

Les contacteurs s'utilisent pour les circuits à fort courant, les relais pour les plus faibles courants.

Les contacteurs sont Normalement Ouverts (NO) et ne ferment le circuit que lorsque leur bobine est énergisée. Un relais peut être NO ou Normalement Fermé (NF).

Énergiser la bobine du relais fait passer un circuit NO en NF et inversement.

Les relais contrôlent des circuits plus puissants par effet d'amplification : on les active en appliquant une fraction de la tension de ligne à leur bobine pour commander des systèmes à plus haute tension.

Moteur

Les moteurs fournissent le mouvement cinétique pour entraîner convoyeurs, machines ou pompes dans les circuits start-stop.

Ils varient selon la tâche, la capacité de charge ou le type de contrôle.

Surcharge (Overload)

Les relais de surcharge sont des relais de protection qui ouvrent le circuit en cas de surcharge thermique, de puissance ou électrique.

Ils sont généralement fermés (NF), ne s'activant qu'en cas de détection de surcharge.

Leurs calibres et usages varient, d'où la nécessité de vérifier le calibre avant installation pour protéger moteurs et accessoires.

Alimentation électrique requise pour un circuit Start-Stop

Le type et l'amplitude de l'alimentation sont variables. Le niveau de tension dépend de la configuration et du type de contrôle.

Une tension de commande courante de 24 V DC est préférable pour la plupart des circuits start-stop. Les circuits de commande peuvent fonctionner à des tensions inférieures à celles des composants qu'ils contrôlent.

Ainsi, un opérateur peut utiliser un bouton de démarrage 120 V AC pour commander un moteur 600 V. Courant en commande 3 fils, les interrupteurs haute tension doivent être éloignés de l'opérateur.

La puissance de commande peut provenir directement de la ligne, via un transformateur de commande, ou d'une source séparée.

Principe de fonctionnement d'un circuit Start-Stop

Le fonctionnement repose sur les relais, boutons, moteurs et relais de surcharge.

Pour mieux comprendre : les lignes noires = composants sans alimentation, lignes bleues = composants alimentés.

Fig 3 : Schéma d'un circuit Start-Stop non alimenté  

Le circuit est à l'état OFF. Le bouton d'arrêt NF est fermé, le bouton de marche NO est ouvert. La bobine du relais/contacteur n'est pas énergisée, le moteur est isolé de l'alimentation.

Fig 4 : Schéma alimenté avec bouton marche pressé

Appuyer sur marche laisse passer le courant, énergisant la bobine du relais/contacteur et le moteur. Le moteur démarre. Le contact de surcharge reste fermé, le contact NO du relais reste ouvert.

Fig 5 : Schéma alimenté avec bouton marche relâché

On appuie brièvement sur marche pour permettre le passage du courant, puis on le relâche. La bobine du relais/contacteur reste énergisée. Le contact NO du relais/contacteur fournit un chemin alternatif pour le courant (auto-maintien). Le moteur tourne jusqu'à perte d'alimentation, appui sur arrêt, ou déclenchement du relais de surcharge. Le circuit repasse à OFF jusqu'à un nouvel appui sur marche.

Modes de contrôle du câblage dans un circuit Start-Stop

Contrôle 2 fils

Fig 6 : Contrôle Start-Stop 2 fils 

Utilise une bobine de démarreur en série avec un dispositif pilote à contact (pressostat, fin de course). Employé quand le circuit doit fonctionner sans intervention externe. En cas de perte d'alimentation avec contacts encore fermés, les relais se réarment automatiquement au retour du courant. Le circuit redevient complet. Seulement deux fils relient le démarreur au dispositif pilote.

Contrôle 3 fils

Nécessite trois fils pour relier le démarreur au dispositif pilote. Utilise des interrupteurs momentanés pour « démarrer » ou énergiser la bobine du démarreur. Requiert un stimulus externe (appui bref sur marche). Un circuit auxiliaire de démarreur est connecté en parallèle au bouton marche pour maintenir l'alimentation moteur après relâchement.

En cas de perte d'alimentation, le circuit se désénergise. Il faut réappuyer brièvement sur marche pour le refermer.

Conclusion

L'électricité est aussi cruciale que dangereuse. Savoir construire des circuits de commande plus sûrs et gérables est essentiel.

Le monde électrique évolue avec l'automatisation. Ne restez pas à l'écart.

Nous sommes prêts à vous guider sur les circuits start-stop pour optimiser votre projet.

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