Un moteur d'atelier se commande par des boutons qui alimentent la bobine d'un contacteur, et c'est le contacteur qui ferme le circuit de puissance. L'Exetat demande où placer chaque contact (marche, arrêt, auto-maintien, verrouillage, fin de course), quel relais temporisé choisir et comment calibrer fusibles et relais thermique.
L'essentiel
- Deux circuits : le circuit de puissance (fusibles, contacteur, relais thermique, moteur) et le circuit de commande (boutons, bobines, contacts auxiliaires, voyants), souvent en 24 V par transformateur pour la sécurité des personnes, et toujours protégé par son propre fusible.
- Contact à fermeture (NO, normalement ouvert) : il établit le courant quand on l'actionne. Contact à ouverture (NF, normalement fermé) : il coupe. Bouton marche = NO ; bouton arrêt, arrêt d'urgence, fin de course de sécurité, contact 95-96 du relais thermique = NF en série. L'arrêt d'urgence, contact NF, se place en série en tête du circuit de commande, pour couper tout le reste. Grâce aux contacts NF en série, un fil coupé arrête aussi la machine : c'est la sécurité positive.
- Auto-maintien : un contact NO du contacteur KM, branché en parallèle sur le bouton marche, garde la bobine alimentée quand on relâche le bouton. Le bouton arrêt, en série, peut toujours tout couper.
- Verrouillage électrique (inverseur avant/arrière) : un contact NF de KM2 en série avec la bobine de KM1, et inversement, pour que les deux ne se ferment jamais ensemble (court-circuit entre deux phases). On le double d'un verrouillage mécanique. Asservissement : un contact NO du contacteur « maître » en série avec la bobine de l'« esclave » (les résistances d'un aérotherme ne marchent que si le ventilateur tourne).
- Un fin de course d'arrêt est un contact NF en série avec la bobine du sens qui le fait atteindre ; le sens inverse reste possible. Une sécurité coupe le mouvement dangereux et laisse celui qui ramène vers la sécurité (limiteur de charge d'une grue : on bloque la montée, on garde la descente). Un pressostat arrête un compresseur au seuil haut et le relance au seuil bas.
- Relais temporisés. Au travail (à l'enclenchement) : le contact change d'état un temps réglé APRÈS l'alimentation de la bobine ; il retarde une mise en route (passage étoile-triangle, pompe qui démarre 5 s après le klaxon). Au repos (à la retombée) : le contact revient un temps réglé APRÈS la coupure ; il prolonge une marche (ventilateur qui tourne encore 90 s, tapis qui se vide). Des tapis en cascade démarrent de l'aval vers l'amont et s'arrêtent de l'amont vers l'aval.
- Protection d'un départ moteur : les fusibles aM coupent les courts-circuits et supportent la pointe de démarrage ; le relais thermique, réglé sur le courant nominal du moteur, coupe les surcharges lentes. Il ne coupe pas la puissance lui-même : son contact 95-96 fait retomber le contacteur. Les fusibles gG protègent les circuits sans pointe (éclairage, prises).
- Calibre d'un fusible ou d'un disjoncteur : le calibre normalisé immédiatement supérieur au courant d'emploi. Courant d'un moteur : In = Pu/(η × √3 × U × cos φ). Pour plusieurs moteurs, on additionne leurs courants. Lampe de signalisation : I = P/U.
Les formules
- Courant nominal d'un moteur triphasé
- In = Pu/(η × √3 × U × cos φ)
- réglage du relais thermique
- Courant d'un transformateur triphasé
- I = S/(√3 × U)
- calibre des fusibles
- Courant d'une lampe
- I = P/U
- monophasé ou 24 V
La méthode
- 1Pour placer un contact, demande-toi d'abord : doit-il établir (NO) ou couper (NF) ? Puis : en série (condition obligatoire) ou en parallèle (autre chemin possible) ?
- 2Arrêts et sécurités : NF en série. Marche : NO. Auto-maintien : NO du même contacteur en parallèle sur la marche. Verrouillage : NF de l'autre contacteur en série. Asservissement : NO du contacteur maître en série.
- 3Pour une temporisation, cherche ce qui déclenche le retard : une mise sous tension (temporisé au travail) ou une coupure (temporisé au repos).
- 4Pour une protection, calcule le courant nominal avec les quatre données (Pu, η, U, cos φ), additionne si plusieurs moteurs, puis prends le calibre normalisé juste au-dessus.
- 5Règle le relais thermique sur le courant nominal du moteur et choisis des fusibles aM pour le court-circuit.
Un exemple résolu
Un moteur de pompe porte : 5,5 kW, 400 V, rendement 0,86, cos φ = 0,82. Sur quelle valeur régler le relais thermique ? Parmi les calibres aM 10, 12, 16, 20 et 25 A, lequel choisir ? Où câbler le contact du relais thermique ?
- 1.Dénominateur : η × √3 × U × cos φ = 0,86 × 1,732 × 400 × 0,82 ≈ 488,6.
- 2.Courant nominal : In = 5 500/488,6 ≈ 11,3 A.
- 3.Le relais thermique se règle sur le courant nominal : environ 11,3 A.
- 4.Fusibles aM : calibre normalisé immédiatement supérieur à 11,3 A, soit 12 A.
- 5.Le contact NF 95-96 du relais thermique se câble en série dans le circuit de la bobine du contacteur : en cas de surcharge, il s'ouvre, la bobine retombe et le contacteur coupe le moteur.
Réponse : Relais thermique réglé sur environ 11,3 A, fusibles aM de 12 A, contact 95-96 en série avec la bobine du contacteur.
Les pièges à éviter
- Mettre le contact d'auto-maintien en série avec le bouton marche (il ne servirait à rien) ou en parallèle sur le bouton arrêt (l'arrêt deviendrait impossible).
- Confondre verrouillage (NF de l'autre contacteur) et asservissement (NO du contacteur maître) : vérifie l'état du contact quand le contacteur est fermé.
- Choisir une temporisation au travail pour prolonger une marche après l'arrêt : c'est la temporisation au repos qui retarde un arrêt.
- Oublier le rendement ou √3 dans le courant du moteur : le relais serait réglé trop bas (déclenchements intempestifs) ou trop haut (moteur non protégé).
- Croire que le relais thermique coupe la puissance, ou que les fusibles aM protègent seuls contre les surcharges.
À retenir
Arrêts et sécurités en NF série, marche en NO, auto-maintien en NO parallèle sur la marche, verrouillage en NF croisés ; temporisé au travail = retarde un démarrage, au repos = retarde un arrêt.