Circuits de commande

Un circuit de moteur est divisé en deux circuits :

• le circuit de commande ;
• le circuit de puissance.

Le circuit de commande est celui auquel l'opérateur a accès pour la marche et l'arrêt des moteurs. Il comprend les boutons-poussoirs, les commutateurs, les relais, temporisés ou non et les contacts auxiliaires des contacteurs.

Le circuit de puissance est celui dans lequel les moteurs sont branchés. Il comprend les sectionneurs, les contacteurs, les relais thermiques et les moteurs.

Au cours de cette étude, vous verrez en quoi consistent quelques circuits de commande de base. Il s'agit des commandes par poste marche-arrêt et par poste avant-arrière-arrêt.

Comme vous n'avez pas encore étudié le démarrage des moteurs. On se contentera d'alimenter le circuit d'induit du moteur à courant continu sans se préoccuper du circuit inducteur.

Le poste de commande peut se trouver directement sur la porte du coffret ou de l'armoire de commande, sur un pupitre à part ou encore être constitué d'une boîte à boutons fixe ou mobile.

Ce poste comporte essentiellement :

- Les boutons-poussoirs (marche, arrêt, avant, arrière…) ;

- Les commutateurs (marche manuelle, automatique…) ;

- Les voyants indiquant l'état de la machine (marche normale, défaut…).

Branchement :

Le schéma développé de la commande par poste marche-arrêt vous est montré sur la figure suivante. Sur la figure, on a séparé le circuit de puissance (à gauche) du circuit de commande (à droite).

Schéma développé de la commande "marche-arrêt" d'un moteur à courant continu :

Fonctionnement :

Si l'on appuie sur le bouton-poussoir S2 "marche", la bobine KM1 est alimentée, ce qui provoque la fermeture des contacts de puissance KM1 dans le circuit de puissance, et du contact auxiliaire KM1 placé en parallèle avec le bouton-poussoir S2. Le sectionneur étant fermé, le moteur démarre.

En relâchant le bouton-poussoir S2 "marche", la bobine demeure alimentée par le biais de son contact auxiliaire KM1 qui joue le rôle de maintien de l'alimentation de la bobine au travers de la résistance d'économie r1. Les contacts de puissance KM1 restent alors fermés et le moteur continue de tourner.

Si l'on appuie sur le bouton-poussoir S1 "arrêt", on coupe l'alimentation de la bobine KM1. Par conséquent, ses contacts de puissance et de maintien sont relâchés, causant l'ouverture des circuits de commande et de puissance. Le moteur s'arrête.

Dans tous les cas, si une surcharge apparaît, le contact F1 du relais thermique s'ouvre. La bobine KM1 n'étant plus excitée, ses contacts de puissance KM1 s'ouvrent et le moteur s'arrête. Il s'arrête également lorsqu'une surintensité se produit, provoquant la fusion du fusible.

Si les boutons-poussoirs de marche et d'arrêt sont actionnés simultanément, la priorité est accordée à la commande d'arrêt, car aucun courant ne peut circuler dans le circuit de commande.

Le poste de commande avant-arrière-arrêt sert à commander un moteur dans les deux sens de rotation.

Branchement :

Le schéma développé de la commande par poste avant-arrière-arrêt vous est montré à la figure suivante.

Commande par poste avant-arrière-arrêt :

L'ensemble des deux contacteurs commandant la marche avant KM1 et la marche arrière KM2 est appelé contacteur inverseur.

Fonctionnement :

Si l'on appuie sur le bouton-poussoir S2 "avant", on alimente la bobine KM1, ce qui provoque :

- la fermeture des deux contacts de puissance KM1 ;

- la fermeture du contact auxiliaire KM1 (13-14) ;

- l'ouverture du contact auxiliaire KM1 (21-22).

Le moteur tourne dans le sens avant.

Si l'on relâche le bouton-poussoir "avant", le moteur continue de tourner, KM1 restant alimenté par le biais de son contact d'auto alimentation KM1 (13-14) et de la résistance d'économie r1.

Si l'on appuie sur le bouton-poussoir S1 "arrêt", on coupe l'alimentation de la bobine KM1 qui relâche ses contacts de puissance et auxiliaires, ce qui entraîne l'arrêt du moteur.

Si l'on appuie sur le bouton-poussoir "arrière", on alimente la bobine KM2, ce qui provoque :

- la fermeture des deux contacts de puissance KM2 ;

- la fermeture du contact auxiliaire KM2 (13-14) ;

- l'ouverture du contact auxiliaire KM2 (21-22).

Le moteur a changé de sens de rotation. Il tourne en sens arrière.

En appuyant sur le bouton-poussoir "arrêt", on coupe l'alimentation des bobines KM1 et KM2. Par conséquent, leurs contacts de puissance et de maintien sont relâchés, causant l'ouverture des circuits de commande et de puissance. Le moteur s'arrête.

Verrouillage :

Vous pouvez remarquer dans le circuit de puissance de la figure 3.10, que si les deux contacteurs KM1 et KM2 se ferment en même temps, il se produit un court-circuit entre L+ et L-. On évite cela par des systèmes de verrouillage mécanique et électrique.

Vous avez également remarqué dans le circuit de commande que lorsque la bobine KM1 est alimentée, la bobine KM2 ne peut être alimentée à cause de l'ouverture du contact KM1 (21-22) placé en série. De même, lorsque la bobine KM2 est alimentée, la bobine KM1 ne peut être alimentée à cause de l'ouverture du contact KM2 (21-22).

Ces contacts auxiliaires sont appelés contacts de verrouillage électrique. De même le symbole en triangle placé entre les deux bobines KM1 et KM2 représentent le verrouillage mécanique empêchant un contacteur de se fermer si l'autre y est déjà.

A la suite de cette étude, vous devriez retenir plus particulièrement les points suivants :

• Un circuit de moteur est constitué :

- d'un circuit de commande dans lequel se trouvent les dispositifs de commande et de protection ;

- d'un circuit de puissance dans lequel se trouvent le sectionneur, les contacts principaux du contacteur, le relais de protection thermique et le moteur.

• La commande par poste marche-arrêt est constitué :

- d'un bouton-poussoir F commandant le démarrage du moteur ;

- d'un bouton-poussoir O commandant l'arrêt.

• La commande par poste avant-arrière-arrêt sert à commander un moteur dans les deux sens de rotation. Il est constitué  :

- d'un bouton-poussoir F pour la marche avant ;

- d'un bouton-poussoir F pour la marche arrière ;

- d'un bouton-poussoir O pour l'arrêt du moteur.

Dans le cadre de votre travail, vous devrez adopter la même méthode d'analyse pour comprendre le fonctionnement des circuits de moteurs plus complexes.