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Léonard
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Cours d'Instrumentation par Leonard DONGMO
Verins et Distributeurs
1. Verins simple et double effet
Le verin a simple effet comporte deux
orifices, don’t l'un sert a l'alimentation
en pression (sortie de la tige du verin)
et l'autre a la mise a l'atmosphere de
l'autre chambre. Le rappel etant assure par un ressort.
La sortie de la tige du verin a double efet exige qu'une chambre soit raccordee a
l'alimentation en pression et l'autre reliee a l'atmosphere. Le verin a double efet
est bistable contrairement au verin a simple effet qui est monostable.
2. Distributeurs et leur commande
Les distributeurs servent de pre actionneurs aux verins; On
parle de distributeurs A/B ou A est le nomre d'orifices et B
le nombre de positions (de configurations possibles) du
distributeur. On distingue ainsi les distributeurs 3/2 (pour
les verins a simple effet) et les distributeurs 5/2 (pour les
verins a double effet). On symbolise l'alimentation en
pression et l'echappement.
La commande du distributeur peut etre:
♦ Pneumatique;
♦ Electropneumatique;
♦ de type bistable a double pilotage;
♦ de type bistable a simple pilotage
(avec ressort de rappel)
La mise en oeuvre suit:
Léonard
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Cours d'Instrumentation par Leonard DONGMO
Disjoncteurs
Un disjoncteur assure la protection d'une installation contre les surcharges, les
court-circuits, les défauts d'isolement, par ouverture rapide du circuit en défaut. Il
remplit aussi la fonction de sectionnement
(isolement
d'un circuit).
Certains
appareils
permettent
une
télécomman
de à
distance.
Caractéristiques fondamentales
Courant assigné In: valeur maximale du courant permanent que peut supporter
le disjoncteur.
Courant de réglage Ir: courant maximal que peut supporter le disjoncteur, sans
déclenchement. Il peut être réglable de 0,7 In à In pour les déclencheurs
thermiques, de 0,4 In à In pour les déclencheurs électroniques.
Courant de fonctionnement Im: courant qui provoque le déclenchement pour les
fortes surintensités. Il peut être fixe ou réglable et peut varier entre 1,5 In et 20
In.
Pouvoir de coupure Icu ou Icn: plus grande intensité de courant de court-circuit
(présumé) qu'un disjoncteur peut interrompre sous une tension donnée. Il
s'exprime en kA efficace. Icu est le pouvoir de coupure ultime des disjoncteurs à
usage industriels, Icn est le pouvoir de coupure assigné des disjoncteurs à usage
Léonard
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Cours d'Instrumentation par Leonard DONGMO
domestique. Ics est le pouvoir de coupure de service qui est un pourcentage
d'Icu.
Pouvoir de limitation:c'est la capacité d'un disjoncteur à ne laisser passer qu'un
courant inférieur au courant de court-circuit présumé.
Le déclencheur permet l'ouverture des pôles du disjoncteur lors d'un défaut
(court-circuit, surcharge). Il est de
nature magnétothermique ou
électronique. Ce dernier cas permet
une plus grande précision et un
réglage plus souple.
Sélectivité
C'est la coordination des disjoncteurs
de telle sorte qu'un défaut survenant
en un point quelconque de
l'installation, soit éliminé par le
disjoncteur placé immédiatement en
amont du défaut et par lui seul.
Techniques industrielles d'extinction de l'arc électrique
Tensions d'emploi des fluides de coupure
contacteur
Le choix d'un contacteur est fonction de la nature
et de la valeur de la tension du réseau, de la
puissance installée, des caractéristiques de la
charge, des exigences du service désiré.
Léonard
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Cours d'Instrumentation par Leonard DONGMO
Tension nominale d'emploi Ue : c'est la tension
d'utilisation du contacteur.
Courant nominal d'emploi Ie : c'est le courant d'utilisation
du contacteur.
Courant nominal thermique Ith : c'est la valeur du
courant servant de base aux conditions d'échauffement du
circuit principal. Le contacteur doit être capable de
supporter Ith de façon permanente, les contacts
principaux étant fermés, sans que l'échauffement des
différentes parties ne dépasse les limites fixées.
Pouvoir de coupure : c'est la valeur efficace du courant
maximal que le contacteur peut couper, sans usure
exagérée des contacts, ni émission excessive de flammes. Le pouvoir de
coupure dépend de la tension du réseau. Plus cette tension est faible, plus le
pouvoir de coupure est grand.
Pouvoir de fermeture : c'est la valeur efficace du courant maximal que le
contacteur peut établir, sans soudure des contacts.
Robustesse mécanique : c'est le nombre de cycles de manœuvres (fermeture +
ouverture), à vide (sans courant dans les pôles), susceptible d'être effectué par
le contacteur, sans aucun entretien.
Endurance électrique : c'est le nombre de manœuvres maximal que peut
effectuer le contacteur. Ce nombre dépend du service
désiré.
Facteur de marche : c'est le rapport entre la durée de
passage du courant et la durée d'un cycle de manœuvre.
Catégories d'emploi : la catégorie d'emploi tient compte
de la valeur des courants à établir et à couper lors des
manœuvres en charge. Il y a 10 catégories d'emploi, 5
en courant continu et 5 en courant alternatif. Le courant
alternatif est plus facile à couper du fait qu'il s'annule
spontanément 100 fois par seconde.
Catégories d'emploi Applications à la coupure du
AC1 Récepteur résistif
AC2 Moteur à bagues calé
AC'2 Moteur à bagues lancé
AC3 Moteur à cage lancé
Courant alternatif
AC4 Moteur à cage calé
DC1 Récepteur résistif
DC2 Moteur shunt lancé
DC3 Moteur shunt calé
DC4 Moteur série lancé
Courant continu
DC5 Moteur série calé
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Cours d'Instrumentation par Leonard DONGMO
Électro-aimants des contacteurs
Électro-aimants pour courant alternatif
Le circuit magnétique est feuilleté
pour limiter les pertes par courant de
Foucault.
La bague de déphasage (spire de
Frager) permet de réduire les
vibrations en évitant (par déphasage
d'une partie du flux), l'annulation de
la force d'attraction.
La réactance de la bobine est faible
lorsque le circuit magnétique est
ouvert. Elle augmente lorsque
l'armature mobile ferme le circuit
magnétique. Ceci explique le fort
appel de courant lors de
l'enclenchement du contacteur. Le
courant diminue ensuite, lorsque le
circuit magnétique est fermé. On
parle de puissance d'appel et de
puissance de maintien.
Réseau anti-
parasites (schema ci-contre).
Électro-aimants pour courant continu
Le circuit magnétique est massif, en fer doux.
Des rondelles en matériau non magnétique permettent l'anti-
rémanence du circuit
magnétique et l'ouverture
rapide du contacteur.
Comparaison: La force
d'attraction est supérieure
en courant continu (environ
le double).
Elements auxilliaires
Diode de roue libre
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Cours d'Instrumentation par Leonard DONGMO
Résistance d'économie: elle est mise en série avec la bobine, lors de la
fermeture du contacteur et limite le courant à la valeur de maintien.
Auto-alimentation
d'un contacteur
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.
Verrouillage mécanique:
La fonction est la même. 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.
Les cartouches fusibles
Les cartouches gG/gL (usage industriel) protègent les circuits contre les
faibles et fortes surcharges et contre les courts-circuits.
Les cartouches aM (accompagnement moteur) protègent contre les fortes
surcharges et les courts-circuits. Elles résistent aux surcharges de la phase de
démarrage du moteur. Une protection thermique contre les faibles surcharges
doit obligatoirement être prévue en complément.
Les cartouches UR (ultra rapide) protègent essentiellement les composants
électroniques.
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Cours d'Instrumentation par Leonard DONGMO
L'intensité nominale (In) est l'intensité qui ne provoque ni fusion, ni échauffement
excessif. La tension nominale (Un) est la tension maximale d'utilisation.
Le courant conventionnel de non fusion (Inf) est l'intensité qui peut être
supportée pendant un temps spécifié appelé "temps conventionnel" (t). Le
courant conventionnel de fusion (If) est l'intensité qui provoque la fusion avant la
fin du temps conventionnel.
Exemple: In = 20A, Inf = 1,4x20 = 28A, If = 1,75x20 = 35A, t = 1h.
La courbe de fusion est la courbe donnant le temps de fusion en fonction du
courant traversant la cartouche.
Exemple: In = 20A, courant de défaut = 40A, temps de fusion = 100s.
Ces courbes permettent de déterminer la sélectivité des protections installées en
"série". En effet, pour un courant de défaut de 40A, une cartouche gL10 fond en
6s. La sélectivité est bonne lorsque seule la cartouche qui protége le circuit en
défaut fond.
Le pouvoir de coupure est la plus grande intensité de court-circuit que peut
interrompre la cartouche. Les fusibles HPC (Haut Pouvoir de Coupure) limitent
des courts-circuits pouvant atteindre 100kA.
Le pouvoir de limitation est la propriété que possède une cartouche à limiter
l'intensité du défaut et donc les effets électrodynamiques et thermiques du
courant. Exemple: la cartouche gL40 limite à 3000A un court-circuit présumé de
10000A.
La contrainte thermique s'exprime en A².s :
La contrainte thermique de pré-arc correspond à l'énergie nécessaire pour
atteindre le point de fusion de la cartouche. Elle permet de déterminer
la sélectivité sur court-circuit entre les différentes
protections en série.
La contrainte thermique d'arc correspond à l'énergie
limitée entre la fin du pré-arc et la coupure totale.
Procédure de remplacement d'un fusible HT
Ouvrir le disjoncteur et manoeuvrer la clé pour le verrouiller en position
ouverte. Transférer la clé dans la serrure du sectionneur de mise à la
terre. Ouvrir le sectionneur principal, fermer le sectionneur de mise à
la terre et verrouiller la clé. Remplacer les fusibles. Déverrouiller la clé
et ouvrir le sectionneur de mise à la terre. Fermer le sectionneur
principal. Transférer la clé dans la serrure du disjoncteur et fermer ce
dernier afin de remettre en service l'installation.

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Preactionneurs complet

  • 1. Léonard D O N G M O 1 Cours d'Instrumentation par Leonard DONGMO Verins et Distributeurs 1. Verins simple et double effet Le verin a simple effet comporte deux orifices, don’t l'un sert a l'alimentation en pression (sortie de la tige du verin) et l'autre a la mise a l'atmosphere de l'autre chambre. Le rappel etant assure par un ressort. La sortie de la tige du verin a double efet exige qu'une chambre soit raccordee a l'alimentation en pression et l'autre reliee a l'atmosphere. Le verin a double efet est bistable contrairement au verin a simple effet qui est monostable. 2. Distributeurs et leur commande Les distributeurs servent de pre actionneurs aux verins; On parle de distributeurs A/B ou A est le nomre d'orifices et B le nombre de positions (de configurations possibles) du distributeur. On distingue ainsi les distributeurs 3/2 (pour les verins a simple effet) et les distributeurs 5/2 (pour les verins a double effet). On symbolise l'alimentation en pression et l'echappement. La commande du distributeur peut etre: ♦ Pneumatique; ♦ Electropneumatique; ♦ de type bistable a double pilotage; ♦ de type bistable a simple pilotage (avec ressort de rappel) La mise en oeuvre suit:
  • 2. Léonard D O N G M O 2 Cours d'Instrumentation par Leonard DONGMO Disjoncteurs Un disjoncteur assure la protection d'une installation contre les surcharges, les court-circuits, les défauts d'isolement, par ouverture rapide du circuit en défaut. Il remplit aussi la fonction de sectionnement (isolement d'un circuit). Certains appareils permettent une télécomman de à distance. Caractéristiques fondamentales Courant assigné In: valeur maximale du courant permanent que peut supporter le disjoncteur. Courant de réglage Ir: courant maximal que peut supporter le disjoncteur, sans déclenchement. Il peut être réglable de 0,7 In à In pour les déclencheurs thermiques, de 0,4 In à In pour les déclencheurs électroniques. Courant de fonctionnement Im: courant qui provoque le déclenchement pour les fortes surintensités. Il peut être fixe ou réglable et peut varier entre 1,5 In et 20 In. Pouvoir de coupure Icu ou Icn: plus grande intensité de courant de court-circuit (présumé) qu'un disjoncteur peut interrompre sous une tension donnée. Il s'exprime en kA efficace. Icu est le pouvoir de coupure ultime des disjoncteurs à usage industriels, Icn est le pouvoir de coupure assigné des disjoncteurs à usage
  • 3. Léonard D O N G M O 3 Cours d'Instrumentation par Leonard DONGMO domestique. Ics est le pouvoir de coupure de service qui est un pourcentage d'Icu. Pouvoir de limitation:c'est la capacité d'un disjoncteur à ne laisser passer qu'un courant inférieur au courant de court-circuit présumé. Le déclencheur permet l'ouverture des pôles du disjoncteur lors d'un défaut (court-circuit, surcharge). Il est de nature magnétothermique ou électronique. Ce dernier cas permet une plus grande précision et un réglage plus souple. Sélectivité C'est la coordination des disjoncteurs de telle sorte qu'un défaut survenant en un point quelconque de l'installation, soit éliminé par le disjoncteur placé immédiatement en amont du défaut et par lui seul. Techniques industrielles d'extinction de l'arc électrique Tensions d'emploi des fluides de coupure contacteur Le choix d'un contacteur est fonction de la nature et de la valeur de la tension du réseau, de la puissance installée, des caractéristiques de la charge, des exigences du service désiré.
  • 4. Léonard D O N G M O 4 Cours d'Instrumentation par Leonard DONGMO Tension nominale d'emploi Ue : c'est la tension d'utilisation du contacteur. Courant nominal d'emploi Ie : c'est le courant d'utilisation du contacteur. Courant nominal thermique Ith : c'est la valeur du courant servant de base aux conditions d'échauffement du circuit principal. Le contacteur doit être capable de supporter Ith de façon permanente, les contacts principaux étant fermés, sans que l'échauffement des différentes parties ne dépasse les limites fixées. Pouvoir de coupure : c'est la valeur efficace du courant maximal que le contacteur peut couper, sans usure exagérée des contacts, ni émission excessive de flammes. Le pouvoir de coupure dépend de la tension du réseau. Plus cette tension est faible, plus le pouvoir de coupure est grand. Pouvoir de fermeture : c'est la valeur efficace du courant maximal que le contacteur peut établir, sans soudure des contacts. Robustesse mécanique : c'est le nombre de cycles de manœuvres (fermeture + ouverture), à vide (sans courant dans les pôles), susceptible d'être effectué par le contacteur, sans aucun entretien. Endurance électrique : c'est le nombre de manœuvres maximal que peut effectuer le contacteur. Ce nombre dépend du service désiré. Facteur de marche : c'est le rapport entre la durée de passage du courant et la durée d'un cycle de manœuvre. Catégories d'emploi : la catégorie d'emploi tient compte de la valeur des courants à établir et à couper lors des manœuvres en charge. Il y a 10 catégories d'emploi, 5 en courant continu et 5 en courant alternatif. Le courant alternatif est plus facile à couper du fait qu'il s'annule spontanément 100 fois par seconde. Catégories d'emploi Applications à la coupure du AC1 Récepteur résistif AC2 Moteur à bagues calé AC'2 Moteur à bagues lancé AC3 Moteur à cage lancé Courant alternatif AC4 Moteur à cage calé DC1 Récepteur résistif DC2 Moteur shunt lancé DC3 Moteur shunt calé DC4 Moteur série lancé Courant continu DC5 Moteur série calé
  • 5. Léonard D O N G M O 5 Cours d'Instrumentation par Leonard DONGMO Électro-aimants des contacteurs Électro-aimants pour courant alternatif Le circuit magnétique est feuilleté pour limiter les pertes par courant de Foucault. La bague de déphasage (spire de Frager) permet de réduire les vibrations en évitant (par déphasage d'une partie du flux), l'annulation de la force d'attraction. La réactance de la bobine est faible lorsque le circuit magnétique est ouvert. Elle augmente lorsque l'armature mobile ferme le circuit magnétique. Ceci explique le fort appel de courant lors de l'enclenchement du contacteur. Le courant diminue ensuite, lorsque le circuit magnétique est fermé. On parle de puissance d'appel et de puissance de maintien. Réseau anti- parasites (schema ci-contre). Électro-aimants pour courant continu Le circuit magnétique est massif, en fer doux. Des rondelles en matériau non magnétique permettent l'anti- rémanence du circuit magnétique et l'ouverture rapide du contacteur. Comparaison: La force d'attraction est supérieure en courant continu (environ le double). Elements auxilliaires Diode de roue libre
  • 6. Léonard D O N G M O 6 Cours d'Instrumentation par Leonard DONGMO Résistance d'économie: elle est mise en série avec la bobine, lors de la fermeture du contacteur et limite le courant à la valeur de maintien. Auto-alimentation d'un contacteur 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. Verrouillage mécanique: La fonction est la même. 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. Les cartouches fusibles Les cartouches gG/gL (usage industriel) protègent les circuits contre les faibles et fortes surcharges et contre les courts-circuits. Les cartouches aM (accompagnement moteur) protègent contre les fortes surcharges et les courts-circuits. Elles résistent aux surcharges de la phase de démarrage du moteur. Une protection thermique contre les faibles surcharges doit obligatoirement être prévue en complément. Les cartouches UR (ultra rapide) protègent essentiellement les composants électroniques.
  • 7. Léonard D O N G M O 7 Cours d'Instrumentation par Leonard DONGMO L'intensité nominale (In) est l'intensité qui ne provoque ni fusion, ni échauffement excessif. La tension nominale (Un) est la tension maximale d'utilisation. Le courant conventionnel de non fusion (Inf) est l'intensité qui peut être supportée pendant un temps spécifié appelé "temps conventionnel" (t). Le courant conventionnel de fusion (If) est l'intensité qui provoque la fusion avant la fin du temps conventionnel. Exemple: In = 20A, Inf = 1,4x20 = 28A, If = 1,75x20 = 35A, t = 1h. La courbe de fusion est la courbe donnant le temps de fusion en fonction du courant traversant la cartouche. Exemple: In = 20A, courant de défaut = 40A, temps de fusion = 100s. Ces courbes permettent de déterminer la sélectivité des protections installées en "série". En effet, pour un courant de défaut de 40A, une cartouche gL10 fond en 6s. La sélectivité est bonne lorsque seule la cartouche qui protége le circuit en défaut fond. Le pouvoir de coupure est la plus grande intensité de court-circuit que peut interrompre la cartouche. Les fusibles HPC (Haut Pouvoir de Coupure) limitent des courts-circuits pouvant atteindre 100kA. Le pouvoir de limitation est la propriété que possède une cartouche à limiter l'intensité du défaut et donc les effets électrodynamiques et thermiques du courant. Exemple: la cartouche gL40 limite à 3000A un court-circuit présumé de 10000A. La contrainte thermique s'exprime en A².s : La contrainte thermique de pré-arc correspond à l'énergie nécessaire pour atteindre le point de fusion de la cartouche. Elle permet de déterminer la sélectivité sur court-circuit entre les différentes protections en série. La contrainte thermique d'arc correspond à l'énergie limitée entre la fin du pré-arc et la coupure totale. Procédure de remplacement d'un fusible HT Ouvrir le disjoncteur et manoeuvrer la clé pour le verrouiller en position ouverte. Transférer la clé dans la serrure du sectionneur de mise à la terre. Ouvrir le sectionneur principal, fermer le sectionneur de mise à la terre et verrouiller la clé. Remplacer les fusibles. Déverrouiller la clé et ouvrir le sectionneur de mise à la terre. Fermer le sectionneur principal. Transférer la clé dans la serrure du disjoncteur et fermer ce dernier afin de remettre en service l'installation.