Introduction aux installations industrielles

 I. 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

 Il comporte l’appareillage nécessaire à la commande des récepteurs de puissance.

On trouve :

 La source d’alimentation

 Un appareil d’isolement (sectionneur).

 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).

 La source d’alimentation et l’appareillage du circuit de commande ne sont pas nécessairement celle

du circuit de puissance, elle dépend des caractéristiques de la bobine.

I.2. Circuit de puissance

 Il comporte l’appareillage nécessaire aux fonctionnements des récepteurs de puissance suivant un

automatisme bien défini.

On trouve :

 Une source de puissance (généralement réseau triphasé)

 Un appareil d’isolement (sectionneur).

 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 protection

II.1. Disjoncteur 

C’est un appareil de protection qui comporte deux relais, relais magnétique qui protège contre les

courts-circuits et un relais thermique qui protège contre les surcharges.

II.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.

Le pouvoir de coupure est le courant maximal qu’un appareil de sectionnement peut interrompre sans

aucun endommagement.

 Le sectionneur n’a pas de pouvoir de coupure, il doit être manipulé à vide.

II.3. Interrupteur sectionneur

L'interrupteur sectionneur a un pouvoir de coupure, peut être manipulé en charge.

II.4. Fusible

C’est élément comportant un fil conducteur, grâce à sa fusion, il interrompe le circuit électrique

lorsqu’il est soumis à une intensité du courant qui dépasse la valeur maximale supportée par le fil. 

  Il existe plusieurs types de fusibles :

  gF : fusible à usage domestique, il assure la protection contre les surcharges et les courts-circuits

  gG : fusible à usage industriel. Protège contre les faibles et fortes surcharges et les courts-circuits.

Utilisation : éclairage, four, ligne d’alimentation, …

  aM : cartouche à usage industriel, pour l’accompagnement moteur, commence à réagir à partir de

4 x In (In est le courant prescrit sur le fusible), protège uniquement contre les courts-circuits.

Utilisation : Moteurs, transformateurs,....

II.5. Relais thermique

Le relais de protection thermique protège le moteur contre les surcharges.

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.

II.7. Capteur de fin de course

Les interrupteurs de position mécanique ou capteur de fin de course coupent ou établissent un circuit

lorsqu’ils sont actionnés par un mobile

II.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)

II.9. Bloc de contacts auxiliaires

Le bloc de contact auxiliaire est un appareil mécanique de connexion qui s’adapte sur les contacteurs.

Il permet d’ajouter de 2 à 4 contacts supplémentaires au contacteur. Les contacts sont 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...).

II.10. Contacteur auxiliaire

Il ne comporte que des contacts de commandes. 

II.11. Lampes de signalisations

 Signalisation visuelle du fonctionnement normal du système, ou défauts.

 III. Les moteurs asynchrones triphasés

III.1. Principe de fonctionnement 

Si l’on entraîne un aimant permanent (N S) en rotation autour de l’axe X Y (figure1), on constate

qu’un disque de cuivre, monté libre en rotation sur le même axe, est entraîné en rotation par l’aimant

mais tourne un peu moins vite que ce dernier.

Explication :

Le champ magnétique tournant, produit par l’aimant en rotation, induit dans le disque conducteur en

cuivre des courants de Foucault. Ceux-ci d’après la loi de Lenz doivent s’opposer à la cause qui leur a

donné naissance. Comme les courants induits ne peuvent empêcher la rotation de l’aimant, ils

entraînent 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

l’origine des courants induits.

Création d’un champ tournant en triphasé (figure 2)

Si on alimente 3 bobines identiques placées à 120° par une tension alternative triphasée :

 Une aiguille aimantée, placée au centre, est entraînée en rotation ; il y a donc bien création d’un

champ tournant.

 Un disque métallique en aluminium ou en cuivre est entraîné dans le même sens que l’aiguille

aimantée.

 En inversant deux des trois fils de l’alimentation triphasée, l’aiguille, ou le disque tourne en sens

inverse,

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,

ou une cage d’écureuil non accessible, à base de barres en aluminium.

 Dans les deux cas, le circuit rotorique doit être mis en court-circuit

III.2. Détermination du couplage

A partir de les indications données par la plaque signalétique et le réseau d’alimentation l’utilisateur doit coupler adéquatement les enroulements du stator soit en triangle soit en étoile.

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

réseau on adopte le couplage triangle.

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

du réseau on adopte le couplage etoile.

III.3. 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.