Analyse du fonctionnement de circuits (1) - Cours d'Electricité avec Maxicours

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Analyse du fonctionnement de circuits (1)

L'analyse du fonctionnement d'un circuit permet de déterminer, étape par étape, le fonctionnement d'une machine et des autres équipements qui s'y rattachent.

L'électrotechnicien sera régulièrement confronté à cette tâche dans l'exécution de ses fonctions.

L'étude d'un schéma électrique devient très complexe pour le novice qui ne respecte pas quelques principes de base.

Vous devez suivre un cheminement logique pour vous simplifier la tâche lors de l'analyse d'un circuit.

1. Procédure d'analyse de base
a. Utilisation d'un schéma développé
Comme nous l'avons souligné dans une étude, le schéma développé a pour avantage de simplifier l'analyse de sa séquence logique. Pour analyser un circuit électrique donné, nous utiliserons donc le schéma développé.
b. Décomposition d'un circuit de moteur
Le schéma développé distingue nettement la partie commande de la partie puissance dans un circuit de moteur.

Dans l'étude du fonctionnement d'un circuit, seule l'analyse du circuit de commande est nécessaire. Par contre, le fait de connaître le branchement du circuit de puissance en facilite la compréhension.

Prenez comme exemple les circuits des figures suivantes. Pour mieux définir les zones d'étude, un trait pointillé sépare le circuit de moteur. La partie qui nous intéresse, celle du circuit de commande, se trouve à droite du trait pointillé ( figure 2).

Schéma développé d'un système de pompage (avec transformateur de séparation de circuits) :

Schéma développé du convoyeur à godets :

Si le schéma développé est bien conçu, l'ordre des opérations doit plus ou moins respecter l'ordre réel du circuit de commande. On le lit du coin supérieur gauche au coin inférieur droit.

  • L'analyse se fait de la première jusqu'à la dernière ligne en partant de l'alimentation L1 en haut ou à gauche jusqu'à L2,
  • et ce, tout en vérifiant la continuité du courant à travers chacun des contacts.

Certains principes vous échappent peut-être dans l'analyse des circuits électriques. Ceux-ci relèvent du domaine de la conception des circuits...

Voici deux principes à retenir :

  • le premier a trait à l'évitement des courts-circuits,
  • et l'autre à l'emplacement de la charge sur une ligne.

1-Chacune des lignes d'un circuit électrique doit contenir au moins une charge pour absorber la tension de l'alimentation. On entend par une charge :

  • une bobine de relais ou de contacteur ;
  • une lampe témoin ;
  • un solénoïde ;
  • un klaxon ;
  • un élément chauffant…

2-Dans un circuit, si un parcours continu du courant va de L1 jusqu'à L2 sans passer à travers une charge, il y a un court-circuit de l'alimentation.

Le fusible grillera et le circuit sera inopérant (figure suivante).

Exemple d'un court-circuit :

Par convention, toutes les charges occupent la fin de chacune des lignes d'un circuit électrique, exception faite de la bobine d'un contacteur qui occupe parfois l'avant-dernière place. Le contact O des relais thermique F suit parfois la bobine d'un contacteur.
2. Numérotation des lignes

Jusqu'à maintenant, les exemples de circuits électriques que vous avez vus ne contenaient seulement que quelques lignes. Par contre, il existe des circuits beaucoup plus complexes dans la réalité.

Imaginez-vous en train de chercher les contacts d'un relais auxiliaire nommé "A24" sur un plan d'électricité d'une cinquantaine de lignes. Il faudra passer en revue chacun des contacts du circuit, de la première jusqu'à la dernière ligne, de façon à être certain d'en avoir oublié aucun.

Lors de l'analyse du fonctionnement d'un circuit, la recherche éperdue d'un contact nous fait perdre la suite de nos idées. Une numérotation des lignes et des contacts de toutes les bobines du circuit de commande nous évite ce problème.

La numérotation des lignes se fait dans la partie supérieure du circuit de commande. On numérote les lignes (1, 2, 3, …) de la première jusqu'à la dernière.

Identification des contacts des bobines

Sur chacune des lignes qui comporte une bobine on indique l'emplacement de tous les contacts de cette même bobine.

Rappel :
Un relais auxiliaire est identifié par les KA suivies d'un numéro (ex. : KA21). Un contacteur est identifié par les lettres KM suivies d'un numéro (ex. : KM13).

La figure ci-dessous vous montre une bobine d'un relais auxiliaire. Cette bobine est située par exemple à la ligne 23 du schéma de commande. Elle possède des contacts sur les lignes suivantes :

Ligne 5 : un contact 23-24 donc à fermeture.

Ligne 9 : un contact 11-12 donc à ouverture.

Identification de l'emplacement des contacts d'une bobine :

Comme vous avez pu le remarquer, en dessous du repère d'identification de la bobine de relais (KA21) on voit une petite ligne verticale à gauche de laquelle on trouve la liste des contacts du relais identifiés par les numéros des bornes (11-12 et 13-14).

On se souvient qu'un contact repéré par les numéros 1 et 2 est à ouverture (O) alors qu'un contact repéré par les numéros 3 et 4 est à fermeture (F). A droite de la ligne verticale est indiqué l'emplacement du contact par son numéro de ligne éventuellement précédé de son numéro de folio, de classeur, etc. L'ensemble est souvent complété par un nom de la fonction réalisée par le relais ou le contacteur.

Distinction des contacts O et F :

Contact Numéros de ligne Repères
O. 9 11-12
F. 5 23-24

Il arrive parfois que deux contacts d'une même bobine soient localisés sur une même ligne. On retrouvera alors ce numéro de ligne deux fois avec des repères de bornes différentes.

Une fois que l'emplacement des contacts de chaque bobine est inscrit, vous n'avez plus à les chercher. Vous pouvez alors vous concentrer pour suivre la logique de la séquence électrique du circuit de commande.

Rappel :
Avant de continuer plus loin l'analyse du fonctionnement des circuits, voici les quatre premières étapes qui ont été décrites à ce sujet :

- utiliser un schéma développé ;

- décomposer le circuit de moteur en séparant la partie commande de la partie puissance ;

- numéroter les lignes ;

- indiquer dans la marge inférieure les contacts de toutes les bobines pour les identifier.

3. Identification des symboles

Cette étape consiste à passer en revue tous les symboles du circuit de commande à analyser. Chacun de ces symboles doit faire naître dans votre esprit l'image du composant. Si vous doutez d'un symbole, référez-vous au tableau ci-dessous de l'étude sur la symbolisation des composants électriques qui regroupe à peu près tous les symboles de composants électriques.

Une méthode efficace pour se souvenir des composants consiste à formuler un commentaire à côté de chacun d'eux. Ce commentaire, si nécessaire, deviendra un complément d'information. En voici un exemple (figure ci-après).

Demeurez attentif aux autres règles que vous avez étudiées jusqu'à maintenant.

Par exemple, un trait pointillé signifie qu'un lien mécanique réunit plusieurs contacts. Ceux-ci seront actionnés simultanément. D'autre part, rappelez-vous que tous les symboles d'un schéma d'électricité représentent les composants à l'état de repos. Le circuit est alors à une étape initiale c'est-à-dire en attente d'une première action :

- l'action de presser le BP "marche" ;

- le positionnement d'un sélecteur ;

- une pression pour enclencher un capteur de pression.

Symboles des principaux composants électriques :

Symbole graphique Abréviation Description Symbole graphique Abréviation Description
F Fusible C Condensateurs fixe et variable
S Disjoncteur L Inductance
Fusible Disjoncteur bipolaire KA ou KM Bobine d'un relais ou d'un contacteur
Q et F Sectionneur porte-fusibles tripolaire KA Contact d'un relais à fermeture
H Lampe témoin KA Contact d'un relais à ouverture
H Klaxon KA Contact d'un relais temporisé à la fermeture
T Transformateur KA Contact d'un relais temporisé à l'ouverture
R Résistance S Bouton-poussoir à fermeture
R Potentiomètre S Bouton tournant à deux positions fixes "F + 0"
M Moteur asynchrone triphasé F Contact d'un relais thermique
S Contact à deux directions avec position médiane d'ouverture S Interupteur de position
S Contact inverseur
(deux directions sans chevauchement)
S Capteur générique : le symbole de la grandeur physique est dessiné dans le rectangle
S Élément de commutateur à quatre directions S Arrêt d'urgence type
"coup de poing"
F Relais de protection thermique triphasé, élément thermosensible S Auxiliaire de commande actionné au pied

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