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circuit en cours de fonctionnement le contact en cause provoque un arc électrique qui peut être dangereux pour les biens et les personnes. 1. LE RELAIS.
Chapitre 1 : Introduction aux installations industrielles
Ce support de cours s'adresse aux étudiants des I.S.E.T. du niveau L2 Le relais de protection thermique protège le moteur contre les surcharges.
LE RELAIS DE PROTECTION THERMIQUE
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1. Contacteurs 2. Fusibles 3. Sectionneurs 4. Relais Thermiques 5
1. Contacteurs. 2. Fusibles. 3. Sectionneurs. 4. Relais Thermiques. 5. Disjoncteurs. 6. Variateurs. APPAREILLAGE ELECTRIQUE. LP MEEDD. UE2A-PDE. LPMEEDD.
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Les relais Sciences de l'ingénieur NB 2002 IV 2/ Caractéristiques courant assigné 25 A tension 24 V c a consommation bobine (VA) appel 100mW consommation maintien: 85mW commande en AC-3 Les contacteurs sont classés par classe d'utilisation : AC1 :utilisés pour la commande de circuits résistants (résistances lampes d'éclairage )
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En fonctionnement normal le bobinage du relais magnétique est parcouru par le courant du court-circuit En cas de forte surcharge ou de court-circuit la force engendrée par le champ magnétique de la bobine devient supérieure à la force du rappel du ressort et le relais magnétique déclenche c Symbole
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Les relais Sciences de l'ingénieur NB 2002 Etude des caractéristiques d'un relais •Courant de consommation: 583 mA (12 V) 292 mA (24 V): Courant consommé par la bobine donc courant de commande •Tension min de commutation: 375 V (5 Vc c ) 9 V (12 V c c ) Tension à partir de laquelle le relais ferme ses contacts
Le relais électromagnétique - académie de Caen
Le relais est constitué d'un noyau en matériau magnétique autour duquel est enroul é un bobinage de cuivre (électro-aimant) d'un levier et d'un jeu de contacts Quand le bobinage est mis sous tension le levier en métal pivote et le contact est fermé Description du relais au "repos" Relais en position "travail" Symbole du relais
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Le relais est un composant électrique réalisant la fonction d’interfaçage entre un circuit de commande généralement bas niveau et un circuit de puissance alternatif ou continu (Isolation galvanique) On distingue deux types de relais : le relais électromagnétique et le relais statique 1 1
Comment fonctionnent les relais électriques?
Dans un relais EMR, l’alimentation électrique met sous tension la bobine du relais, créant ainsi un champ magnétique. La bobine magnétique attire une plaque métallique installée sur le noyau. Lorsque le courant s’arrête, la platine revient à sa position de repos sous l’action d’un ressort.
Quel est le courant de commutation d'un relais ?
•Courant de consommation: 58,3 mA (12 V), 29,2 mA (24 V): Courant consommé par la bobine donc courant de commande •Tension min. de commutation: 3,75 V (5 Vc.c.), 9 V (12 V c.c.) Tension à partir de laquelle le relais ferme ses contacts •Tension nominale: 12 V ou 24 V (suivant les modèles) •Courant de commutation des contacts: 6 A
Quels sont les avantages d’un relais?
En effet, un relais est capable d’ouvrir ou de fermer un circuit au moyen d’une impulsion électrique. A la base de son fonctionnement, et donc de son utilisation, il y a bel et bien une variation du courant: le relais dévie le flux du courant sans l’interrompre, permettant ainsi le passage de ce courant sur un autre circuit.
Quel est le rôle de l’interrupteur dans un relais électrique ?
L’interrupteur joue donc un rôle important dans le fonctionnement du relais. Comme il fait partie du circuit de charge, il est utilisé pour commander un circuit électrique qui lui est connecté. Ainsi, lorsque le relais électrique est excité, le flux de courant se fera par les broches 2 et 4.
Ministğre de l'Enseignement Supérieur
et de la Recherche Scientifique Institut Supérieur des Etudes Technologiques de NabeulDépartement : Génie Electrique
Support de cours :
INSTALLATIONS INDUSTRIELLES
Niveau : L2 Semestre 2
Préparé par :
Adel SAID et Yassine JEMAI
Technologues ă l'I.S.E.T de Nabeul
Année universitaire 2013 / 2014
Sommaire
PagesAvant-propos
Chapitre 1 : Introduction aux installations industrielles 01I. Constitution des installations 01
I.1. Circuit de commande 01
I.2. Circuit de puissance 01
II. Les appareils de commande, de signalisation et de protection 01II.1. Disjoncteur 02
II.2. Sectionneur 02
II.3. Interrupteur sectionneur 02
II.4. Fusible 02
II.5. Relais thermique 03
II.6. Le contacteur 03
II.7. Capteur de fin de course 04
II.8. Bloc auxiliaire temporisé 04
II.9. Bloc de contacts auxiliaires 05
II.10. Contacteur auxiliaire 06
II.11. Lampes de signalisations 06
III. Les moteurs asynchrones triphasés 06
III.1. Principe de fonctionnement 06
III.2. Détermination du couplage 08
III.3. Couplages des enroulements sur plaque à bornes 08 Chapitre 2 : Procédés de démarrage des moteurs 09 I. Problème de démarrage des moteurs asynchrones 09II. Démarrage direct 09
II.1. Principe 09
II.2. Démarrage semi-automatique à un seul sens de marche 09 II.3. Démarrage direct semi-automatique à deux sens de marche 10II.4. Démarrage direct semi-automatique à deux sens de marche avec butées de fin de course 11
II.5. Démarrage direct semi-automatique à deux sens de marche avec butées de fin de course et
inversion de sens de rotation 12III. Limitation du courant de démarrage 12
IV. Démarrage étoile-triangle 13
IV.1. Principe 13
IV.2. Démarrage étoile-triangle semi-automatique à un sens de marche 13 IV.3. Démarrage étoile-triangle semi-automatique à deux sens de marche 15 V. Démarrage par élimination de résistances statoriques 16 V.1 Démarrage par élimination de résistances statoriques à un seul sens de marche 16 V.2. Démarrage par élimination de résistances statoriques à deux sens de marche 17 VI. Démarrage par élimination de résistances rotoriques 18 VI.1. Principe 18 VI.2. Démarrage par élimination de résistances rotoriques à un seul sens de marche 19 VI.3. Démarrage par élimination de résistances rotoriques, deux sens de marche 20 VII. Démarreurs électroniques 21VII.1. Fonction 21
VII.2. Exemple (démarreur de type ATS) 21
Chapitre 3: Freinage des moteurs asynchrones 22
I. Introduction 22
: Action sur le rotor 22II.1. Principe 22
II.2. Schémas des circuits de puissance et de commande 23 III. Freinage par contre courant: Action sur le stator 24III.1. Principe 24
III.2. Remarques 24
-circuit 24 25IV. Freinage par injection de courant continu 26
IV.1. Principe 26
IV.2. Remarque 26
IV.3. Critique 26
IV.4. Schémas des circuits de puissance et de commande 26 Chapitre 4 : Variateurs de vitesse pour moteurs asynchrones 27I. Principe de la variation de vitesse 27
II. Principe de la variation de fréquence 28
III. Fonctionnalités des variateurs 29
IV. Ensemble moteur-variateur 29
30VI. 31
VII. Applications 31
VII.1 Introduction 31
32BIBLIOGRAPHIE
Sites utiles
Avant-propos
Ce support de cours s'adresse aux étudiants des I.S.E.T. du niveau L2 - Semestre 2 du département Génie électriqueIl a pour but :
d'initier les Ġtudiants audž notions de base des installations industrielles de les familiariser ă la lecture d'un schĠma d'une installation industrielle et, de faire l'analyse et la synthğse d'une application industrielle sur le sujet ¾ Chapitre 1 : Introduction aux installations industrielles ¾ Chapitre 2 : Procédés de démarrage des moteurs ¾ Chapitre 3 : Freinage des moteurs asynchrones ¾ Chapitre 4 : Variateurs de vitesse pour moteurs asynchrones.I.S.E.T de Nabeul Département : Génie électrique
Installations industrielles Page 1
Chapitre 1 : Introduction aux installations industriellesI. Constitution des installations
Les installations industrielles des automatismes sont constituées de deux parties distinctes appelées :
circuit de commande et circuit de puissance.I.1. Circuit de commande
On trouve :
Une protection du circuit (fusible, disjoncteur).
Un appareil de commande ou de contrôle (bouton poussoir, détecteur de grandeur physique).Organes de commande (bobine du contacteur).
du circuit de puissance, elle dépend des caractéristiques de la bobine.I.2. Circuit de puissance
aux fonctionnements des récepteurs de puissance suivant un automatisme bien défini.On trouve :
Une source de puissance (généralement réseau triphasé) Un Une protection du circuit (fusible, relais de protection). Appareils de commande (les contacts de puissance du contacteur).Des récepteurs de puissances (moteurs).
II. Les appareils de commande, de signalisation et de protectionII.1. Disjoncteur
courts-circuits et un relais thermique qui protège contre les surcharges.I.S.E.T de Nabeul Département : Génie électrique
Installations industrielles Page 2
Disjoncteurs SymboleII.2. Sectionneur
Sa fonction : Assurer le sectionnement (séparation du réseau) au départ des équipements. Dans la
plupart des cas il comporte des fusibles de protection. Sectionneur fusible Symboles : en circuit de puissance et en circuit de commandeLe pouvoir de coupure est le courant maximal q
aucun endommagement.II.3. Interrupteur sectionneur
Interrupteur sectionneur SymboleII.4. Fusible
I.S.E.T de Nabeul Département : Génie électrique
Installations industrielles Page 3
Cartouche fusible cylindrique et à couteaux SymboleIl existe plusieurs types de fusibles :
9 gF : fusible à usage domestique, il assure la protection contre les surcharges et les courts-circuits.
9 gG : fusible à usage industriel. Protège contre les faibles et fortes surcharges et les courts-circuits.
Utilisation :
9 aM à partir de
4In (In est le courant prescrit sur le fusible), protège uniquement contre les courts-circuits.
Utilisation :
II.5. Relais thermique
Le relais de protection thermique protège le moteur contre les surcharges.Relais thermique Symbole
II.6. Le contacteur
Le contacteur est un appareil de commande capable d'établir ou d'interrompre le passage de l'énergie électrique. Il assure la fonction COMMUTATION.En Technologie des Systèmes Automatisées ce composant est appelé Préactionneur puisqu'il se
trouve avant l'actionneur dans la chaîne des énergies.Réglage du courant
Test contact (95-96)
Annulation défaut
I.S.E.T de Nabeul Département : Génie électrique
Installations industrielles Page 4
Contacteur
Symbole
II.7. Capteur de fin de course
Les interrupteurs de position mécanique ou capteur de fin de course coupent ou établissent un circuit
Interrupteur de position SymboleII.8. Bloc auxiliaire temporisé
Les blocs auxiliaires temporisés servent à retarder l'action d'un contacteur (lors de sa mise sous tension
ou lors de son arrêt) Bloc auxiliaire temporisé SymbolesContacts de puissances
Bobine Contact de
commandeI.S.E.T de Nabeul Département : Génie électrique
Installations industrielles Page 5
II.9. Bloc de contacts auxiliaires
Le bloc de contact auxiliaire est un a
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...). Bloc de contacts auxiliaires SymboleII.10. Contacteur auxiliaire
Il ne comporte que des contacts de commandes.
Contacteur auxiliaire Symbole2 CONTACTS 4 CONTACTS
I.S.E.T de Nabeul Département : Génie électrique
Installations industrielles Page 6
II.11. Lampes de signalisations
Signalisation visuelle du fonctionnement normal du système, ou défauts. Lampe de signalisation SymboleIII. Les moteurs asynchrones triphasés
III.1. Principe de fonctionnement
ure1), on constate mais tourne un peu moins vite que ce dernier.Figure 1
Explication :
cuivre des courants de Foucault. Ceux-loi de Lenzentraînent le disque en rotation, ce qui diminue le déplacement relatif du champ , mais, en aucun cas,
le disque ne peut atteindre la vitesse du champ sinon il y aurait suppression du phénomène qui est à
Si on alimente 3 bobines identiques placées à 120° par une tension alternative triphasée :
champ tournant. aimantée.En inversant deux des troi
inverse.I.S.E.T de Nabeul Département : Génie électrique
Installations industrielles Page 7
Figure2
Ce principe est appliqué au moteur asynchrone en remplaçant la partie tournante par élément
cylindrique appelé rotor qui comporte un bobinage triphasé accessible par trois bagues et trois balais,
aluminium. Dans les deux cas, le circuit rotorique doit être mis en court-circuitRotor bobiné
I.S.E.T de Nabeul Département : Génie électrique
Installations industrielles Page 8
III.2. Détermination du couplage
doit coupler adéquatement les enroulements du stator soit en triangle soit en étoile.Plaque signalétique
¾ Si la plus petite tension de la plaque signalétique du moteur correspond à la tension entre phases du
réseau on adopte le couplage .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. III.3. Couplages des enroulements sur plaque à bornesOn utilise des barrettes pour assurer le couplage choisi des enroulements sur la plaque à bornes du
moteur.Enroulements Alimentation triphasée Alimentation triphasée
Plaque à bornes couplage étoile couplage triangle
Plaque signalétique Couplage
230V 400V 230V 400V Y
230V 400V 400V 690V
Tension simple Tension composée
enroulementTension entre deux
enroulementsI.S.E.T de Nabeul Département : Génie électrique
Installations industrielles Page 9
Chapitre 2 : Procédés de démarrage des moteurs I. Problème de démarrage des moteurs asynchrones Le branchement du moteur au réseau électrique peut se réaliser par :¾ Démarrage direct
¾ Uti
II. Démarrage direct
II.1. Principe
Dans ce procédé de démarrage, le moteur asynchrone est branché directement au réseau
fois le courant nominal du moteur. Le couple de décollage est important, peut atteindre 1,5 fois le
couple nominale. II.2. Démarrage semi-automatique à un seul sens de marcheOn veut démarrer un moteur asynchrone triphasé dans un sens de marche avec un bouton poussoir S1
S0.II.2.1. Circuit de puissance
L1 L2 L3
Q1 KM1 F1U1 V1 W1
M 3L1, L2, L3 : alimentation triphasée
Q1 : sectionneur fusible
KM1 : contacteur principal 1
F1 : relais thermique
M : moteur triphasé
I.S.E.T de Nabeul Département : Génie électrique
Installations industrielles Page 10
II.2.2. Circuit de commande
L1 Q1 F1 S0S1 KM1
KM1 N II.3. Démarrage direct semi-automatique à deux sens de marcheOn veut démarrer un moteur asynchrone triphasé dans deux sens de rotation, par un bouton poussoir
S1 pour le sens 1, par un bouton poussoir S2 pour le sens 2 et un bouton poussoir S0II.3.1. Circuit de puissance
L1 L2 L3
Q1 KM1 KM2 F1U1 V1 W1
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