[PDF] TP SCHEMAS ET APPAREILLAGE ÉLECTRIQUE

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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

Centre Universitaire Nour Bachir El Bayadh

Institut des sciences

Département de Technologie

TRAVAUX PRATIQUES

POUR CLASSE DE 3EME ANNEE LICENCE ELECTROTECHNIQUE

Réalisés par:

Dr. BENALI Abdelkrim

Année Universitaire 2019 / 2020

TP SCHEMAS ET APPAREILLAGE

ÉLECTRIQUE

2 O

Cette matière concerne la conception de montages électriques simples : analyse, principe de

fonctionnement, schématisation des circuits électriques pour tous les types de commandes ainsi que le

dimensionnement électrique. Elle permet aussi

connaissances acquises durant sa formation en réalisant des circuits électriques et les appliquer aux circuits

Connaissances préalables recommandées

Technologie électrique et Mesures électriques.

Instructions et consignes de sécurité

Les étudiants ne doivent travailler sur les montages que sous la surveillance de leurs

enseignants. Respectez les indications données dans les fiches techniques des différents composants, en particulier toutes les consignes de sécurité !

électriques.

Lors du débranchement de câbles de connexion, tirez uniquement sur le connecteur de

sécurité, pas sur le câble. préconisées. Monter le câble de connexion PE (jaune-vert) en premier lieu et avant de toute connexion.

Contenu de la matière

Travaux Pratiques :

sens de marche 3

Objectifs pédagogiques

Tester les boutons poussoirs, les disjoncteurs et les fusibles aux états sous tension et sans tension. Connaître la structure et le mode de fonctionnement d'un bouton-poussoir Connaître la différence entre un bouton-poussoir et un interrupteur. Connaître la différence entre un contact normalement ouvert (NO) et un contact normalement fermé (NF).

Réaliser les circuits logiques de base en utilisant les schémas électriques avec les contacts et

les interrupteurs. Montage de prise de courant, montage simple allumage, montage double allumage, montage Va et Vient, montage avec télé rupteur, montage avec minuterie.

Maitriser le diagramme de fonctionnement.

Equipement et Matériels utilisés

Panneau de signalisation FESTO

Alimentation 24V FESTO

Multimètre universel

Câbles de connexion à connecteurs de sécurité

1. Identification et test de chaque composant du panneau

Figure 1 : FESTO

4

Tableau 1 :

Composant

1 2 3 4 5 6

Dénomination

Bouton

poussoir

Désignation S1

Symbole NO

Indication

Ohmetre

Symbole NF

Indication

Ohmetre

Repère des

bornes NO 13-------14

Repère des

bornes NF 21--------22

Tableau 2 :

Tableau 3 :

Activité 1 :

1. Expliquer le principe de fonctionnement de chaque composant du tableau précédent.

2. Si on a plusieurs composants de même désignation dans un circuit électrique comment peut-

on les différencier. Par exemple plusieurs interrupteurs? 3. sonnette avec une tension de 220V AC et avec protection. Proposer un circuit en utilisant les

Remarque : La désignation des composants représentés dans les schémas s'inspire de la norme

EN 61346-2. Des lettres sont attribuées en fonction du composant.

Composant 7 8 9 10

Dénomination

Désignation

Repère des bornes

Désignation K KM Q

P M

Dénomination

5

2. Réalisation des fonctions logiques universelles de base en utilisant les composants du

panneau de la Figure 1.

2.1 S = e1

S ?

2.2 La fonction OR

Compléter le schéma, la table de vérité de donner OR e2) ?

2.3 La fonction AND

2.4 La fonction XOR

6

3. Réalisation des circuits électriques de base en utilisant des composants du panneau de

signalisation de la figure 1.

3.1 Montage de prise de courant

Chronogramme

Prise = .................................................................

Activité 2 :

a- ? b- Réaliser le circuit sur le panneau de signalisation (figure 1).

3.2 Montage simple allumage

Chronogramme

Activité 3 :

c- V en fonction de F, F11 et S? d- Réaliser le circuit sur le panneau de signalisation (Figure 1). 7

3.3 Montage double allumage

Chronogramme

Activité 4 :

e- et S2? f- Réaliser le circuit sur le panneau de signalisation (figure 1).

3.4 Montage Va et Vient

Chronogramme

Activité 5 :

g- et S2? h- Réaliser le circuit sur le panneau de signalisation (figure 1). 8

3.5 Montage avec télé rupteur

Chronogramme

Activité 6 :

i- de F, F11,S1 et S2? j- Réaliser le circuit sur le panneau de signalisation (Figure 1).

3.6 Montage avec minuterie

Chronogramme

Activité 7 :

k- fonction de F, F11,S1 et S2? l- Réaliser le circuit sur le panneau de signalisation (Figure 1). 9

Objectifs pédagogiques du TP2 sont :

Connaître la différence entre la commande par bouton-poussoir et un interrupteur. Connaître les différents accessoires associés au contacteur tel que : contacteur auxiliaire, relais temporisés. Connaitre les principes de verrouillage des contacteurs : verrouillage mécanique et le verrouillage électrique.

Maitriser le diagramme de fonctionnement.

1. Rappels

1.1 Introduction

Le contacteur est un appareil de commande capable d'établir ou d'interrompre le passage de

l'énergie électrique afin d'alimenter des moteurs industriels de grande puissance (plus de 50 kW) et en

général des consommateurs de fortes puissances. Il assure la fonction commutation. II est capable

d'établir, de supporter et d'interrompre des courants dans les conditions normales du circuit, y

compris les conditions de surcharges en service. L'intérêt du contacteur est de pouvoir être

commandé à distance. Il fait partie de la famille des pré-actionneurs puisqu'il se trouve avant

l'actionneur dans la chaîne des énergies. Un contacteur peut être actionné à partir des éléments du

circuit de commande (Bouton poussoir, Capteur, etc.).

Il est aussi utilisé en milieu domestique pour alimenter des appareils électriques comme

le chauffage ou le chauffe-eau, car les organes de commande (thermostat, interrupteur-horaire et autres

contacts de commande) risqueraient d'être rapidement détériorés par le courant trop important.

2. Constitution

2.1 Le circuit de puissance

rincipal du contacteur. Il est constitué de : Contacts principaux libellé (1/L1- T1/2, 3/L2-T2/4, 5/L3-T3/6)

Le contacteur de puissance comporte 4 ensembles

fonctionnels : le circuit principal ou circuit de puissance le circuit de commande -aimant le circuit auxiliaire (bloc supplémentaire)

Figure 1 : Cun contacteur tripolaire

10

2.2 Le circuit de commande et de signalisation

Il comprend un ou deux ou quatre contact de commande pour par exemple (,

Figure 2 : Contacts de commande

2.3. Bloc de contacts auxiliaires

sur les

prévus pour être utilisés dans la partie commande des circuits. Ils ont la même désignation et

repérage dans les schémas que le contacteur sur lequel ils sont installés (KA, KM...). fonctions autres : Ajout de contacts supplémentaires, temporisation. Il comporte essentiellement des contacts auxiliaires instantanés et temporisés.

Figure 3 : Bloc contacts auxiliaires

(a) bipolaire et (b) tétra polaire 11 -qui attire les contactes du circuit de puissance, de commande et le bloc du circuit auxiliaire simultanément. Il comprend : une bobine alimentée sous une tension alternative ou continue en 24V ; 48V ; 110V ; 230V ;

400 V. Elle est repérée par les bornes A1, A2.

Figure 4 télémécanique

2.5 Principe du circuit de commande

2.5.1 interrupteur commutateur

Le commutateur est interrupteur a deux positions permanents soit en position ouverture ou en position fermeture.

Etat de repos

S1 actionné

12

2.5.2 (circuit auto-maintien)

Le bouton poussoir a deux position e ou momentané).

Etat de repos

Chrronogramme

KM1= ܵ

Appui sur S1

Relâchement de S1

Appui sur S2

13

2.5.3 -maintien et du mode pas à pas

Addition du mode pas à pas optionnel à la commande à auto-maintien

Mode pas à pas (S3 non actionné)

-maintien et du mode pas à pas (S3 actionné)

Activité 1:

Complétez le chronogramme et

14

2.5.4 La commande de deux contacteurs par boutons poussoirs BP

Activité 2 :

- Compléter les chronogrammes en respectant les actions sur les BP (S1, S2 et S3) ?

- Es que les contacteurs KM1 et KM2 peuvent être activé simultanément? Définir la période sur

le chronogramme ? - simultanée des deux contacteurs ?

2.5.5 Verrouillage électrique

Il empêche l'alimentation simultanée des bobines de deux contacteurs qui ne doivent pas être

enclenchés en même temps. Exemple: inverseur de sens de rotation d'un moteur asynchrone triphasé.

La fermeture simultanée des deux contacteurs provoquerait un court-circuit entre phases.

2.5.6 Verrouillage mécanique

Cet organe interdit mécaniquement l'enclenchement simultané de deux contacteurs

juxtaposés. Il est parfois équipé de contacts permettant de réaliser la sécurité électrique

précédemment énoncé. Les contacteurs sont liés mécaniquement et ne peuvent s'enclencher

simultanément. Ce dispositif est plus sûr que le précédent. On trouve souvent les deux dispositifs

associés afin de garantir une sécurité maximale.

Figure 5 : Verrouillage mécanique de deux

contacteurs de puissance 15

3. Manipulation et réalisation du circuit

Equipement et Matériels utilisés (voir Figure 1)

¾ Panneau FESTO

¾ Alimentation 24V FESTO

¾ Multimètre universel

¾ 2xContacteur Siemens 24V

¾ Verrouillage mécanique

KM1 KM2.

Activité 3 :

- Compléter le schéma de commande de deux contacteurs en insérant le verrouillage

électrique ?

- Compléter le chronogramme correspondant à ce schéma en prenant en considération les actions S1, S2 et S3 ? - Donner le schéma de commande en insérant - Donner une conclusion ? 16 un seul sens de marche

Objectifs pédagogiques du TP3 sont :

Identifier la plaque signalétique .

Connaître la structure des appareils de protection électrique : relais thermique et disjoncteur

magnétothermique. L moteur asynchrone triphasé de puissance 0.7 kW.

Maitriser le diagramme de fonctionnement.

1. Rappels

1.1 Introduction

Le vue la simplicité

de sa commande, de la facilité de la maintenance et pour son cout moins chers par rapport aux autres

types des moteurs. Il convient surtout pour les commandes à vitesse constante. Sa mise en vitesse, au

moment du démarrage, est liée à la nécessaire à la machine entraînée, et à la durée de démarrage admissible. aux exigences suivantes :

1.2 Exigences mécaniques

¾ le moteur doit pouvoir démarrer : le couple de démarrage Td doit vaincre le couple résistant Tr de la charge à entraîner : Td > Tr. escalier mécanique). Figure 1 : Courbes des caractéristiques courant et couple en fonction de la vitesse du moteur asynchrone 17

Les relations liant les caractéristiques du moteur sous tension nominale avec les caractéristiques

/In = Id//Un et /In = Td//Un2

In : courant nominal

Id : courant de démarrage à Un

Un : tension nominale

Tn : couple nominal

Td : couple de démarrage sous Un

1.3 Exigences électriques

moteur. ¾ La chute de tension au démarrage ne doit pas excéder 10%. Le courant de démarrage ne doit pas provoquer le déclenchement des protections. importante. Cependant, cette réduction de tension a pour conséquence de diminuer le couple au démarrage respectant les performances mécaniques ci cité Le démarrage direct est le plus simple qui ne peut être

à rotor à cage. Les enroulements du stator sont couplés directement sur le réseau électrique.

Pour réaliser un départ-moteur de façon correcte, il faut assurer les fonctions suivantes : Protéger la puissance contre les courts-circuits, pour cela on utilise des cartouches fusibles de type aM. le rôle du contacteur. Protéger le moteur contre les surcharges, fonction assurée par le relais thermique. 18

1.4 Protection électrique du moteur contre les surcharges

est traversé par un intensité trop élevée

c.-à-d si la puissance demandée au moteur est supérieure à sa puissance nominale indiquée par le

fabricant indiqué sur la plaque signalétique du moteur. n peut être assurée par :

Des relais thermiques

Des disjoncteurs magnétothermiques

Des relais à sondes à thermistances

Des relais à maximum de courant

Des relais électroniques avec des protections complémentaires en option ou intégrées Les relais thermiques et les disjoncteurs sont les plus employés pour la protection des moteurs contre les surcharges faibles et prolongées.

1.5 Relais thermique

Le relais thermique est un appareil qui protège le récepteur placé en aval contre les

surcharges et les coupures de phase. Pour cela, il surveille en permanence le courant dans le

Un contact du relais thermique ouvre le circuit

coupe le courant dans le récepteur. Le relais thermique n'a pas de pouvoir de coupure, il est toujours associé à un contacteur. Le

relais thermique coupera par le biais d'un contact auxiliaire l'alimentation du contacteur dans la partie

commande.

Figure 2 : Constitution du relais thermique

19

1.6 Disjoncteur magnéto thermique

Un disjoncteur moteur est un organe de protection dont la fonction est d'interrompre le

courant électrique en cas de surcharge ou de court-circuit, c'est un dispositif magnétothermique.

A- Protection thermique :

Chaque phase du moteur est protégée par un bilame (déclencheur thermique) qui en cas de

surintensité prolongée chauffe par effet Joule et déclenche un mécanisme qui ouvre les contacts. Le

seuil de déclenchement est réglable directement sur le disjoncteur moteur.

B- Protection magnétique:

Un déclencheur équipé d'un électroaimant protège chaque phase qui en cas de court-circuit

coupe le courant électrique. Ce déclencheur est basé sur la création d'un champ magnétique

instantané (0,1sec) qui actionne une partie mobile et commande l'ouverture des contacts.

La partie magnétique du disjoncteur moteur n'est pas réglable ce sont les courbes de

déclenchement qui définissent le seuil de déclenchement qui s'exprime en nombre de fois l'intensité

nominale (3 à 15 In).

Figure 3 :

2. Manipulation

2.1 Equipements et Matériels utilisés (voir Figure 1)

Panneau dFESTO

Alimentation 24V FESTO

Multimètre universel

Contacteur Siemens 24V

Relais thermique

Moteur triphasé 0.7kW

20

2.2 Montage et réalisation

P1 : lampe témoin indiquant la mise sous tension.

P2 : lampe témoin indiquant la mise en marche.

P3 : lampe témoin indiquant défaut de surcharge.

Activité :

1- Compléter le schéma précédent et le chronogramme correspondant ?

2- Réaliser le circuit et faite tourner le moteur ?

3- Ajuster le relais thermique à la valeur du courant nominale du moteur en lisant la plaque

signalétique du moteur ?

4- le moteur?

5- Quel témoin ?

6- Que faire pour réarmer le relais thermique ?

7- Donner une conclusion ?

21
en deux sens de marche

Objectifs pédagogiques du TP :

Connaître la structure des appareils de signalisation.

Insertion du bloc de contacts auxiliaire.

des appareils de verrouillage mécanique et électrique.

Maitriser le diagramme de fonctionnement.

1. Rappels

moteur asynchrone triphasé, il faut inverser deux des comme illustré à la figure

1.1 Détermination du couplage A partir de les indications données par la plaque signalétique du

moteur soit en triangle soit en étoile.

¾ Si la plus petite tension de la plaque signalétique du moteur correspond à la tension entre

phases du réseau on adopte le couplage ǻ.

¾ Si la plus grande tension de la plaque signalétique du moteur correspond à la tension entre

phase du réseau on adopte le couplage Y.

1.2 Couplages des enroulements sur plaque à bornes On utilise des barrettes pour assurer le

couplage choisi des enroulements sur la plaque à bornes du moteur. 22

2. Manipulation

2.1 Equipements et Matériels utilisés (voir Figure 1)

Alimentation 24V FESTO

Multimètre universel

2xcontacteurs Siemens 24V

Relais thermique

2xBloc de contacts auxiliaire

Moteur triphasé 0.7kW

moteur triphasé suivant :

Circuit de puissance

Circuit de commande

P1 : lampe témoin indiquant la mise sous tension. P2 : lampe témoin indiquant la mise en marche droite. P3 : lampe témoin indiquant la mise en marche gauche. P4 : lampe témoin indiquant défaut de surcharge. 23
Le schéma fonctionnel de la rotation en deux sens pour un moteur asynchrone et lequotesdbs_dbs12.pdfusesText_18

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