Démarrage direct des moteurs à courant continu

Les moteurs à courant continu de faible puissance peuvent être connectés directement à la source d'alimentation, donc à pleine tension, du fait que le courant et le couple du démarrage sont faibles.

Il existe deux types de démarrage à pleine tension :

- le démarrage manuel ;

- le démarrage à contacteur.

Le démarrage manuel convient aux moteurs de puissance allant jusqu'à une dizaine de kW.

Construction :

Les démarreurs manuels sont généralement constitués d'un interrupteur sectionneur. Ces démarreurs sont contenus dans un boîtier. La figure suivante vous montre un démarreur manuel.

Interrupteur pour démarrage manuel :

Fonctionnement :

Un démarreur manuel se branche dans le circuit de puissance du moteur. La figure suivante représente le schéma de branchement d'un démarreur manuel pour un moteur à courant continu. Les points identifiés par la lettre "L" du démarreur sont connectés à la source, tandis que ceux marqués par la lettre "T" sont connectés au moteur.

Schéma de branchement d'un interrupteur sectionneur pour démarrage manuel :

En tournant la poignée du démarreur manuel de la position O à la position I, on ferme les contacts placés dans le circuit de puissance. Le moteur démarre.

L'arrêt du moteur se fera également de façon manuelle en plaçant la poignée de commande sur O. L'inconvénient de ce montage réside dans le fait que le moteur n'est pas protégé contre les surcharges. Pour assurer une bonne protection, il faut adjoindre au démarreur un disjoncteur magnéto-thermique adapté qui coupera l'alimentation en cas de surcharge ou de court-circuit ou utiliser un démarreur à contacteur.

Les démarreurs à contacteur sont les démarreurs de moteurs à pleine tension les plus fréquemment employés en industrie. On les utilise lorsqu'on désire commander un moteur à distance à l'aide d'un poste de commande à boutons-poussoirs ou lorsque la puissance du moteur excède la capacité maximale des démarreurs manuels.

Démarreur non inverseur :

Rappelez-vous qu'un démarreur non inverseur est constitué d'un contacteur et d'un relais thermique et parfois d'un poste de commande de marche-arrêt. La figure 3.13 vous montre les circuits de commande et de puissance d'un moteur commandé par un démarreur à contacteur non inverseur. Le moteur ne tournera donc que dans un sens de rotation.

Tout en vous reportant à la figure suivante, voici en quoi consiste le démarrage d'un moteur à courant continu à pleine tension dans un seul sens de rotation.

Schéma d'un démarreur à contacteur non inverseur :

Lorsqu'on appuie sur le bouton-poussoir S2 de marche, on alimente la bobine KM1 du contacteur, ce qui ferme les contacts KM1 de puissance et le contact auxiliaire KM1. Ainsi, le moteur démarre.

En relâchant le bouton-poussoir, le moteur continue à tourner du fait que la bobine KM1, commandant la fermeture des contacts principaux, demeure excitée par l'intermédiaire du contact auxiliaire KM1 (13-14), appelé aussi contact de maintien ou d'auto-alimentation.

Pour arrêter le moteur, on appuie sur le bouton-poussoir S1 d'arrêt, ce qui coupe l'alimentation de la bobine KM1 qui, à son tour, relâche les contacts principaux, coupant l'alimentation du moteur.

Si une baisse de tension apparaît ou une coupure de l'alimentation se produit, un moteur commandé par un démarreur à contacteur s'arrête puisque la bobine n'est plus alimentée et ses contacts principaux et auxiliaires sont ouverts. De plus, contrairement au démarreur manuel, lorsque l'alimentation est rétablie, le démarreur à contacteur ne permet pas au moteur de redémarrer tout seul. Pour mettre le moteur en marche, il faut donc appuyer de nouveau sur le bouton-poussoir S2 de marche.

Une surcharge peut également provoquer l'arrêt du moteur. Les éléments chauffants du relais thermique F1 provoquent en cas de surcharge l'ouverture du contact F1 (95-96) du circuit de commande. Ce contact agit comme le bouton-poussoir d'arrêt et stoppe le moteur.

Démarreur inverseur :

Rappelez-vous qu'un démarreur inverseur est constitué :

- d'un contacteur commandant la marche avant KM1 ;

- d'un contacteur commandant la marche arrière KM2 ;

- d'un relais thermique F1.

La figure suivante vous montre les circuits de commande et de puissance d'un moteur commandé par un démarreur inverseur. Le moteur tournera donc dans les deux sens de rotation.

Schéma d'un démarreur à contacteur inverseur :

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 démarre. Le courant suit le circuit L+, Q1 (1-2), KM1 (1-2), F1 (1-2), A1, A2, F1 (4-3), KM1 (4-3), Q1 (4-3), L-.

Si l'on relâche le bouton-poussoir "avant", le moteur continue à tourner puisque la bobine demeure excitée, par le biais de son auxiliaire KM1 (13-14) placé en parallèle avec le bouton-poussoir "avant", gardant ses contacts de puissance fermés.

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 auxiliaire, ce qui entraîne l'arrêt du moteur.

Si l'on appuie sur le bouton-poussoir S3 "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 courant dans le moteur suit le circuit:

L+, Q1 (1-2), KM2 (1-2), F1 (3-4), A2, A1, F1 (2-1), KM2 (4-3), Q1 (4-3), L-,

au lieu de celui de la marche avant. Le sens du courant d'induit étant inversé, le moteur change de sens de rotation.

Pour inverser le sens de rotation d'un moteur, il suffit d'inverser le sens du courant dans l'induit ou dans l'inducteur.

En appuyant sur le bouton-poussoir "arrêt", on coupe l'alimentation de toutes les bobines et le moteur s'arrête.

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

- Le démarrage direct se fait à l'aide de démarreurs manuels ou à contacteur.

- Un démarreur manuel se compose d'un interrupteur sectionneur.

- Un démarreur manuel est utilisé lorsque la puissance du moteur n'excède pas 10 kW.

- En cas de panne ou de coupure de courant, le moteur qui a été démarré à l'aide d'un démarreur manuel s'arrête. Et lorsque la ligne est rétablie, il redémarre automatiquement.

- Un démarreur à contacteur se compose d'un sectionneur, d'un contacteur, opérant de la même manière qu'un relais, et d'un relais thermique.

- Un démarreur à contacteur est utilisé lorsqu'on veut commander un moteur à distance ou lorsque la puissance du moteur dépasse 10 kW.