Sur cette page
Un Un contacteur est un interrupteur à commande électrique utilisé pour contrôler des moteurs, des systèmes de chauffage, des systèmes d'éclairage, des bancs de condensateurs et d'autres charges de puissance.. Dans un contacteur normalement ouvert typique, un signal de commande alimente la bobine et ferme les contacts principaux ; la suppression du signal permet leur réouverture. Cela permet à un circuit de commande à faible puissance de commuter une charge à plus forte puissance à distance et de manière répétée.
La plupart des contacteurs industriels abordés dans ce guide sont des contacteurs électromagnétiques. Dans l'usage industriel courant, le terme “ contacteur magnétique ” est donc souvent abrégé en “ contacteur ”. Contrairement à un disjoncteur, cependant, un contacteur est un dispositif de commande et non un dispositif de protection contre les courts-circuits ou les surcharges.
| Question | Réponse courte |
|---|---|
| À quoi sert un contacteur ? | Commuter un circuit de puissance en marche ou à l'arrêt en réponse à un signal de commande |
| Qu'est-ce qui le commande généralement ? | Boutons-poussoirs, thermostats, minuteries, capteurs, relais ou automates programmables industriels (API) |
| Quelles charges contrôle-t-il ? | Moteurs, équipements CVC, chauffages, éclairage, pompes, compresseurs et machines industrielles |
| Protège-t-il contre les surcharges ou les courts-circuits ? | Non ; la protection doit être assurée par des disjoncteurs, des fusibles et/ou des relais de surcharge coordonnés |
| Quelle norme couvre généralement les contacteurs électromécaniques industriels ? | IEC 60947-4-1 ; les produits nord-américains peuvent également être évalués selon la norme UL 60947-4-1 |
Comment fonctionne un contacteur ?
Un contacteur magnétique convertit l'énergie électrique de sa bobine en mouvement mécanique. Sa séquence de fonctionnement est simple :
- Le circuit de commande met la bobine sous tension. La tension est appliquée aux bornes A1 et A2 de la bobine.
- La bobine crée un champ magnétique. Le champ attire l'armature mobile vers le noyau magnétique fixe.
- Les contacts principaux changent d'état. Les contacts principaux normalement ouverts se ferment et alimentent la charge. Les contacts auxiliaires changent d'état simultanément pour le verrouillage, l'indication d'état ou la logique de commande.
- La bobine est mise hors tension. Lorsque le signal de commande est supprimé, le champ magnétique s'effondre.
- Le ressort de rappel ouvre le contacteur. L'armature revient à sa position normale et les contacts principaux déconnectent la charge.
Dans un circuit moteur triphasé typique, l'alimentation entrante se connecte aux L1, L2 et L3, tandis que le côté moteur se connecte aux T1, T2 et T3. Le marquage et la disposition exacts des bornes doivent toujours être confirmés par rapport au schéma ou à la fiche technique de l'appareil.
Un contacteur sépare la commande basse puissance du circuit de puissance alimentant la charge.
Que se passe-t-il lors de l'ouverture des contacts ?
L'ouverture d'un circuit en charge peut créer un arc électrique. Les contacteurs utilisent la géométrie des contacts et des structures de contrôle d'arc pour gérer l'arc de commutation dans les limites de leur service nominal.
Les arcs en courant alternatif (CA) bénéficient des passages naturels par zéro du courant. Ce n'est pas le cas des arcs en courant continu (CC), c'est pourquoi un contacteur CC peut nécessiter une disposition différente des contacts, un contrôle magnétique de l'arc, des connexions polarisées ou d'autres dispositifs d'extinction d'arc spécifiques au fabricant. Un contacteur CA ne doit pas être considéré comme adapté à une charge CC — ou inversement — sur la seule base de son intensité nominale. Voir la comparaison détaillée des Contacteurs CA et CC.
Composants principaux d'un contacteur
La conception exacte varie selon la gamme de produits, mais la plupart des contacteurs électromécaniques contiennent les éléments fonctionnels suivants.
| Partie | Fonction | Identification commune |
|---|---|---|
| bobine électromagnétique | Produit le champ magnétique qui actionne le mécanisme | A1 et A2 |
| Noyau fixe et armature mobile | Convertir la force magnétique en mouvement mécanique | À l'intérieur du corps du contacteur |
| Contacts de puissance principaux | Établir et couper le courant de charge | L1/L2/L3 et T1/T2/T3 sur de nombreux appareils tripolaires |
| Contacts auxiliaires | Assurer le maintien, le verrouillage, la signalisation ou le retour d'information vers un automate (PLC) | 13–14 pour un contact NO typique ; 21–22 pour un contact NF typique |
| Ressort de rappel | Ramène le mécanisme à son état normal lorsque la bobine est hors tension | Interne |
| Système de coupure d'arc | Aide à refroidir, diviser, étirer ou éteindre l'arc de commutation | Près des contacts principaux |
| Bornes et boîtier | Assurent les connexions électriques, l'isolation et le support mécanique | Spécifique au produit |
La bobine et l'armature actionnent les contacts principaux ; les contacts auxiliaires signalent ou contrôlent l'état du contacteur.
Les numéros de bornes sont des indices utiles, mais ils ne remplacent pas le schéma du fabricant. Les configurations des contacts auxiliaires, le type de bobine, les suppresseurs intégrés et l'emplacement des bornes varient. Pour une explication plus approfondie au niveau des composants, voir à l'intérieur d'un contacteur CA.
À quoi sert un contacteur ?
Les contacteurs sont utilisés lorsqu'une charge doit être contrôlée à distance, automatiquement ou fréquemment.
Contrôle du moteur
Dans un démarreur moteur direct, le contacteur démarre et arrête le moteur. Un disjoncteur ou un fusible assure la protection contre les courts-circuits, tandis qu'un relais de surcharge surveille la surintensité prolongée du moteur et ouvre le circuit de commande du contacteur si nécessaire.
Cette séparation des fonctions est fondamentale :
- Disjoncteur ou fusible : protection contre les courts-circuits
- Relais de surcharge : la protection contre les surcharges moteur
- Contacteur : commutation normale de marche-arrêt
Systèmes de CVC et de pompage
Les thermostats, pressostats, interrupteurs à flotteur et contrôleurs de bâtiment peuvent alimenter les bobines des contacteurs pour faire fonctionner des compresseurs, des ventilateurs, des pompes ou des étages de chauffage électrique. Le contacteur isole le courant de charge du dispositif de commande à faible puissance.
Éclairage et chauffage
Les contacteurs permettent de commuter des groupes de luminaires ou des charges de chauffage résistif à partir de minuteries, de détecteurs de présence ou de systèmes de gestion de l'énergie. Le type de charge et le courant d'appel restent déterminants : un appareil adapté à un chauffage résistif ne convient pas automatiquement à un moteur ou à une charge d'éclairage à fort courant d'appel pour une même intensité.
Automatisation industrielle
Les automates programmables (API) et les relais de contrôle utilisent des contacteurs pour commuter des convoyeurs, des machines-outils, des équipements de ventilation et d'autres charges. Les contacts auxiliaires assurent le verrouillage électrique et le retour d'état, bien qu'un contact auxiliaire indique l'état commandé du mécanisme et ne constitue pas toujours la preuve que chaque pôle principal est électriquement opérationnel.
Contacteur vs Relais vs Disjoncteur vs Démarreur moteur
Ces appareils peuvent être présents dans le même tableau, mais ils remplissent des fonctions différentes.
| Dispositif | Fonction principale | Rôle typique dans un circuit moteur | Fournit une protection contre les surintensités ? |
|---|---|---|---|
| Contacteur | Commutation à distance fréquente d'une charge | Connecte et déconnecte l'alimentation du moteur | Pas de |
| Relais de contrôle | Commute des signaux ou des circuits de commande à faible puissance | Fonction de logique, d'isolation, de verrouillage ou d'interface | Pas de |
| Disjoncteur | Détecte et interrompt les surintensités | Protège le circuit d'alimentation ou le circuit dérivé contre les défauts | Oui, selon ses fonctions de déclenchement et ses calibres |
| Relais de surcharge moteur | Détecte une surcharge moteur prolongée ou des anomalies liées aux phases, selon le type | Commande l'ouverture du contacteur | Protection contre les surcharges, mais normalement pas contre les courts-circuits |
| Démarreur moteur | Combine les fonctions de commutation et de protection contre les surcharges moteur ; peut faire partie d'un ensemble coordonné | Démarre, arrête et protège le moteur selon la conception de l'ensemble | Dépend des composants inclus |
Un contacteur et un disjoncteur sont donc complémentaires et non interchangeables. La distinction technique plus complète est traitée dans contacteur vs disjoncteur, tandis que les différences de commutation à faible puissance sont expliquées dans Contacteur vs relais.
Types courants de contacteurs
Contacteurs AC et DC
Le circuit de charge et le circuit de bobine doivent être vérifiés indépendamment. Un contacteur peut avoir un circuit de puissance nominal AC avec une bobine de commande AC ou DC, selon sa conception. L'interruption de charge DC nécessite généralement des structures de contact spécifiquement dimensionnées pour la tension, le courant, la polarité et la constante de temps DC.
Contacteurs IEC et NEMA
IEC et NEMA sont des cadres de dimensionnement et de sélection différents, et non de simples niveaux de qualité.
- Contacteurs IEC sont sélectionnés précisément en fonction des données d'application telles que le courant opérationnel, la catégorie d'emploi, la tension de service et le cycle de commutation attendu.
- Contacteurs NEMA utilisent des tailles de contrôleurs standardisées et des tableaux d'application basés sur la puissance en chevaux pour les services moteurs courants en Amérique du Nord. Ils sont souvent physiquement plus volumineux que les produits CEI sélectionnés pour une application comparable.
Les contacteurs CEI ne se voient généralement pas attribuer une séquence de taille universelle A/B/C. Utilisez toujours les tableaux de caractéristiques du fabricant plutôt que d'essayer de convertir les dimensions du boîtier ou les lettres de châssis en capacité de commutation.
Contacteurs modulaires
Les contacteurs modulaires sont des appareils sur rail DIN couramment utilisés dans les installations de bâtiment pour l'éclairage, le chauffage, la ventilation et des charges similaires. Ils ne sont pas automatiquement interchangeables avec les contacteurs moteurs industriels. Comparez leur norme d'application, leur catégorie d'utilisation, leur fréquence de commutation, le service de la bobine et les caractéristiques de charge. Voir contacteur modulaire vs contacteur CA traditionnel.
Contacteurs spécifiques à une application
Certaines applications nécessitent des contacteurs conçus et dimensionnés pour un défi de commutation particulier, notamment les bancs de condensateurs, les circuits d'inversion de moteur, les charges d'éclairage, les systèmes de contrôle liés à la sécurité et la commutation sous vide moyenne tension. Un courant nominal à usage général ne suffit pas à lui seul pour approuver un appareil pour ces services.
Comment sélectionner un contacteur
Commencez par l'application, et non par la valeur d'ampérage la plus élevée imprimée sur l'étiquette frontale.
| Données d'entrée pour la sélection | Ce qu'il faut vérifier |
|---|---|
| Type de charge | Moteur, chauffage par résistance, éclairage, batterie de condensateurs, transformateur ou autre charge |
| Catégorie d'utilisation | La catégorie qui représente le service réel d'enclenchement et de coupure |
| Tension et courant de fonctionnement | Valeur nominale du fabricant à la tension et à la catégorie d'utilisation requises |
| Données du moteur | Puissance/courant nominal, méthode de démarrage, fréquence de démarrage, et service de marche par à-coups ou inversion |
| Alimentation de la bobine | CA ou CC, tension nominale, fréquence le cas échéant, et plage de fonctionnement admissible |
| Nombre de pôles | Conducteurs devant être commutés ; respecter les exigences du système et de l'équipement |
| Contacts auxiliaires | Quantité et configuration NO/NF requises pour le maintien, le verrouillage ou le retour d'information |
| Service nominal | Fréquence de commutation et endurance électrique requise pour la charge réelle |
| Coordination | Dispositif de protection contre les courts-circuits en amont et protection contre les surcharges spécifiés pour l'assemblage |
| Conditions d'installation | Température ambiante, altitude, enveloppe, ventilation, pollution et exigences de montage du fabricant |
Guide de sélection du fabricant nécessite également l'évaluation des pôles principaux, des contacts auxiliaires, de l'alimentation de la bobine, de la catégorie d'emploi, du service assigné et des conditions d'installation pour l'application spécifique.
Selon les normes CEI, les catégories d'emploi décrivent le service de commutation prévu. Les exemples courants incluent :
| Catégorie | Service typique |
|---|---|
| AC-1 | Charges CA non inductives ou légèrement inductives, telles que le chauffage par résistance |
| AC-3 | Démarrage de moteurs à cage d'écureuil et coupure du circuit pendant que le moteur tourne |
| AC-4 | Démarrage, freinage par contre-courant, marche par à-coups ou inversion de moteurs à cage d'écureuil |
La catégorie AC-4 est plus sévère que l'AC-3 car le contacteur peut établir et couper un courant moteur élevé. Un même contacteur peut donc avoir des courants opérationnels nominaux différents selon les catégories. Lisez le guide complet pour les catégories d'utilisation AC-1, AC-3 et AC-4 avant de choisir uniquement en fonction du courant.
Normes et limites de protection
IEC 60947-4-1 couvre les contacteurs électromécaniques et les démarreurs de moteur destinés aux circuits de distribution basse tension, aux moteurs et aux autres circuits de charge applicables. En Amérique du Nord, les produits de contrôle industriel pertinents peuvent être évalués selon des normes telles que UL 60947-4-1, sous réserve de l'application du produit et de l'assemblage.
Ces normes ne signifient pas que chaque contacteur peut interrompre en toute sécurité un courant de court-circuit présumé. Un contacteur doit être utilisé avec le dispositif de protection contre les courts-circuits, le dispositif de surcharge, les conducteurs et l'enveloppe requis par le fabricant, la norme applicable et les règles électriques locales. La certification du produit doit être vérifiée pour le modèle exact, et non déduite de la catégorie de produit.
Concept de base du câblage des contacteurs
Un circuit de contacteur comporte normalement deux chemins distincts :
- Circuit de puissance : alimentation → dispositif de protection contre les courts-circuits → contacts principaux du contacteur → relais de surcharge si nécessaire → charge
- Circuit de commande : alimentation de commande → contacts d'arrêt/sécurité/surcharge → commande de démarrage ou contrôleur → bobine du contacteur
Les bornes de bobine A1 et A2 doivent recevoir la tension indiquée sur la bobine ou la fiche technique. Elles ne correspondent pas automatiquement à la tension du circuit de puissance. Une tension de bobine incorrecte peut empêcher l'enclenchement, provoquer des vibrations, surchauffer la bobine ou endommager l'appareil.
L'installation, les tests et la maintenance doivent être effectués par du personnel qualifié conformément aux procédures de sécurité électrique en vigueur.
Foire Aux Questions
Un contacteur magnétique est-il la même chose qu'un contacteur ?
Un contacteur magnétique est un contacteur électromécanique actionné par une bobine électromagnétique. Comme il s'agit de la conception la plus courante, les termes “ contacteur magnétique ” et “ contacteur ” sont souvent utilisés de manière interchangeable. D'autres technologies de commutation et dispositifs à commande manuelle existent également, il convient donc de vérifier la description du produit.
Quelle est la différence entre un contacteur et un relais ?
Les deux peuvent utiliser une bobine électromagnétique, mais un contacteur est conçu pour la commutation de charges de puissance et comprend des caractéristiques adaptées aux contraintes de contact et d'arc qui en résultent. Un relais de commande est généralement utilisé pour la signalisation, l'isolation et les circuits logiques. La sélection doit être basée sur les caractéristiques de charge du fabricant, et non uniquement sur le nom de l'appareil.
Un contacteur protège-t-il un moteur ?
Pas par lui-même. Le contacteur assure la commutation du moteur. Un fusible ou un disjoncteur coordonné assure la protection contre les courts-circuits, tandis qu'un relais de surcharge ou un autre dispositif de protection moteur assure les fonctions de surcharge requises.
Pourquoi un contacteur possède-t-il des bornes A1 et A2 ?
A1 et A2 identifient les deux connexions de la bobine sur de nombreux contacteurs. L'application de la tension de bobine spécifiée à leurs bornes actionne le contacteur. La tension de la bobine, le type CA/CC, les exigences de polarité et la suppression intégrée doivent être vérifiés dans la documentation technique spécifique du produit.
Que signifient 13–14 et 21–22 sur un contacteur ?
Selon l'identification des bornes normalisée par la CEI, 13–14 désigne un contact auxiliaire normalement ouvert et 21–22 désigne un contact auxiliaire normalement fermé. Tous les appareils ne possèdent pas les deux, et le schéma de câblage fait foi.
Puis-je utiliser un contacteur CA pour du courant continu ?
Uniquement lorsque le fabricant fournit explicitement une valeur nominale de charge CC appropriée pour la tension, le courant, la polarité et les conditions de circuit requis. Les arcs électriques en courant continu sont plus difficiles à interrompre car il n'y a pas de passage naturel par zéro du courant ; par conséquent, une valeur nominale de charge en courant alternatif ne peut pas être directement transposée à une utilisation en courant continu.
Comment savoir si un contacteur est défectueux ?
Les symptômes peuvent inclure un défaut d'enclenchement, des vibrations, un bruit anormal, une surchauffe, des bornes endommagées ou des contacts qui ne s'ouvrent ou ne se ferment pas correctement. Isolez le circuit et suivez une procédure de diagnostic appropriée. Consultez le guide de test des contacteurs et guide de dépannage des contacteurs pour des procédures étape par étape distinctes.
Conclusion
Un contacteur est l'élément de commutation de puissance qui permet à un signal de commande de faible puissance de piloter une charge de puissance plus élevée. Sa bobine actionne les contacts principaux et auxiliaires ; la catégorie d'emploi sélectionnée définit le type de service de commutation qu'il peut effectuer.
La règle de conception centrale est tout aussi importante : un contacteur contrôle la charge, tandis que les disjoncteurs, fusibles et dispositifs de protection contre les surcharges coordonnés assurent la protection. Sélectionnez le contacteur en fonction de la charge réelle, de la catégorie d'emploi, de l'alimentation de la bobine, du cycle de service et des données de coordination du fabricant, et non uniquement en fonction du courant nominal.
Pour l'évaluation du produit, comparez les caractéristiques nominales spécifiques à l'application et la documentation dans le Gamme de contacteurs CA VIOX.