Composants des circuits de commande de moteurs (1)

Tout circuit de moteur possède un certain nombre de composants, reliés entre eux afin de réaliser la fonction désirée. Ainsi, chaque composant joue un rôle spécifique dans le circuit.

Les dispositifs de commande servent en quelque sorte d'interface entre l'humain et la machine.

Les capteurs permettent de connaître l'état d'une machine durant son cycle de fonctionnement.

Les dispositifs de protection protègent le circuit électrique ainsi que le moteur contre les surcharges ou les courts-circuits.

Dans cette étude, vous étudierez divers composants qui forment les circuits de commande de moteurs.

Il existe sur le marché différents dispositifs qui permettent de transmettre une commande à une machine.

Parmi ces dispositifs, on retrouve :

- les boutons-poussoirs ;

- les boutons tournants ;

- les interrupteurs de position.

Chacun de ces dispositifs possède des caractéristiques et des applications spécifiques.

Boutons-poussoirs :

Les boutons-poussoirs sont des interrupteurs momentanés, actionnés par une simple pression du doigt.

Ils sont munis d'un ou de plusieurs contacts modulaires O ou F, qui sont interchangeables. De ce fait, ils conviennent à différentes applications.

Sur le marché, on retrouve les boutons-poussoirs en deux dimensions standard, soit 22 et 30 mm.

La figure a) suivante montre la vue éclatée d'un bouton-poussoir sur laquelle on distingue :

- un actionneur (1), incluant un support à trois contacts ;

- des plaques d'identification (2) ;

- des éléments de contact (3) ;

- un support additionnel à trois contacts (4).

Bouton-poussoir :

L'actionneur du bouton-poussoir peut revêtir différentes formes. On retrouve surtout :

• des boutons-poussoirs encastrés ;

• des boutons-poussoirs saillants ;

• des boutons-poussoirs "coup de poing" momentané (retour par ressort) ;

• des boutons-poussoirs "coup de poing" maintenu. Parmi ceux-ci :

- pousser-tirer ;

- pousser-tourner ;

- déverrouillable à clé ;

• des boutons-poussoirs à voyant lumineux.

La symbolisation électrique des boutons-poussoirs apparaît à la figure b) ci-dessus.

Comme vous le savez, on utilise principalement les boutons-poussoirs pour donner des commandes de marche ou d'arrêt.

Boutons tournants :

Les boutons tournants ressemblent aux boutons-poussoirs. Leur action est engendrée par le déplacement du bouton vers la droite ou vers la gauche.

Le bouton peut prendre trois formes différentes :

- à levier court ;

- à levier long ;

- à clef.

On les appelle aussi des commutateurs.

Selon le bouton tournant utilisé, l'action est soit momentanée (retour par ressort), soit maintenue. Sur le marché, on retrouve des boutons tournants à deux et à trois positions.

Sur la figure a) suivante, vous retrouvez les trois types de boutons tournants, tandis que la figure b) illustre la symbolisation électrique des boutons à deux ou trois positions.

Boutons tournants :

Les boutons tournants sont fréquemment utilisés pour commander les modes de marche suivants :

- automatique ;

- manuel ;

- cycle par cycle (réalisation d'une étape à la fois) ;

- cycle unique (réalisation de toutes les étapes une seule fois) ;

- cycle continu (répétition des étapes).

On les emploie aussi pour la mise en service d'un circuit électrique.

Interrupteurs de position :

Les interrupteurs de fin de course sont actionnés lorsqu'ils entrent en contact avec une pièce mécanique.

Ils sont habituellement munis d'un contact O et d'un contact F, bien qu'on les rencontre parfois avec deux contacts O et deux contacts F pour répondre à des besoins particuliers.

Les interrupteurs de position se composent de deux parties distinctes :

- le boîtier, renfermant les contacts ;

- la tête de commande, dont le rôle consiste à détecter la partie mécanique et à actionner les contacts du circuit.

La tête de commande est fixée sur le dessus du boîtier et peut être orientée de 90° en 90°. L'actionneur de l'interrupteur est soit de type poussoir, soit à commande rotative.

La figure suivante montre ces deux types d'interrupteurs de position de même que leur symbolisation électrique.

Interrupteurs de position :

On utilise les interrupteurs de position pour détecter la position d'éléments en mouvement et pour transmettre des commandes de marche et d'arrêt.

On les emploie également comme dispositifs de sécurité, afin de s'assurer de la présence de gardes de protection sur les parties mobiles d'une machine, on les appelle alors interrupteurs de fin de course.

Autres types d'interrupteurs :

Il existe sur le marché d'autres types d'interrupteurs qui permettent de donner des commandes d'arrêt et de marche.

Les plus fréquents sont :

- les interrupteurs au pied,

- les interrupteurs à flotteur,

- les interrupteurs à pression.

Chacun de ces interrupteurs est muni de contacts O ou F permettant de réaliser la fonction désirée.

Interrupteur au pied :

L'interrupteur au pied, dont un modèle apparaît à la figure suivante, permet de donner une commande avec le pied.

On le retrouve dans des dispositifs de commande de perceuses, de convoyeurs, de meuleuses et d'appareils semblables.

Interrupteur à flotteur :

L'interrupteur à flotteur, montré à la figure suivante avec les accessoires nécessaires à son utilisation, sert notamment dans les circuits de commande des moteurs de pompes pour régulariser le niveau d'un liquide.

Interrupteurs à pression :

On distingue deux types d'interrupteurs à pression :

- les interrupteurs pour commander les moteurs de pompes à eau ;

- les interrupteurs pour commander les moteurs de compresseurs à air.

Tous les interrupteurs à pression possèdent des dispositifs de réglage de la pression maximale et du différentiel.

La figure suivante montre un interrupteur à pression de même que sa symbolisation électrique.

Comme leur nom l'indique, les capteurs de proximité servent à détecter la présence d'objets, qu'ils soient métalliques ou non.

Ils peuvent servir, par exemple, à compter une production ou encore à actionner une commande.

Il est possible de classer les capteurs en trois grandes catégories :

- les capteurs inductifs ;

- les capteurs capacitifs ;

- les capteurs photoélectriques.

Capteurs de proximité inductifs :

Les capteurs de proximité inductifs sont spécialement conçus pour détecter tous les métaux ferreux.

On les utilise pour détecter des pièces trop petites, trop délicates ou se déplaçant trop rapidement pour être détectées par des interrupteurs de position mécaniques. Leur distance de détection varie de 0,5 à 20 mm.

Parmi les capteurs de proximité inductifs, mentionnons le capteur cylindrique. Ses petites dimensions permettent de l'utiliser dans des endroits où l'espace est restreint.

Sur la figure suivante, vous retrouvez trois modèles de capteurs de proximité inductifs :

1. capteur à boîtier métallique avec câble ;

2. capteur à boîtier métallique avec connecteur ;

3. capteur à boîtier en plastique avec câble.

Capteurs de proximité inductifs :

Les capteurs de proximité inductifs fonctionnent selon le principe suivant :

un oscillateur de haute fréquence émet un champ oscillant à partir de la face du capteur ; lorsqu'un objet métallique entre dans ce champ, les oscillations sont réduites ; la variation du courant de l'oscillateur provoque le changement d'état du capteur.

Le branchement des capteurs de proximité inductifs apparaît à la figure suivante.

Le capteur agit comme un interrupteur et est relié en série avec la charge qu'il commande. Les capteurs peuvent être employés dans une gamme de tensions de courant alternatif variant de 24 à 240 V - 50/60 Hz ou de courant continu variant de 12 à 48 V.

Branchement d'un capteur de proximité inductif :