Lire un schéma électrique d'équipement

1. Le schéma, carte de l'armoire

Mardi, 14 h. Le convoyeur de Méca-Garonne ne démarre plus : Lucas appuie sur le bouton marche, rien ne se passe. Yanis ouvre le dossier de la machine à la page du schéma électrique et le pose à côté de l'armoire. « Sans le schéma, on cherche au hasard dans deux cents fils. Avec, on suit le chemin du courant, borne par borne. » Inès va apprendre à lire cette page.

Un schéma électrique représente les appareils par des symboles normalisés, et leurs liaisons par des traits. Il ne montre pas la place réelle des appareils dans l'armoire : il montre le fonctionnement. Les symboles utilisés en France suivent la norme internationale CEI 60617.

2. Deux circuits : puissance et commande

Le lien entre les deux est le contacteur KM1 : quand sa bobine est alimentée par la commande, un électroaimant ferme ses contacts de puissance et le moteur reçoit le 400 V. Une commande en 24 V limite le danger au pupitre, là où l'opérateur pose les mains.

3. Folios et repérage

Un schéma d'équipement tient rarement sur une page. Chaque page s'appelle un folio et porte un numéro. Les pages sont découpées en colonnes numérotées, ce qui permet les renvois : sous la bobine KM1, une petite table indique dans quels folios et quelles colonnes se trouvent ses contacts.

Ce repérage par lettres est encore très répandu. Des schémas plus récents utilisent une autre codification, issue de la norme NF EN 81346. Dans tous les cas, la légende du dossier fait foi. Les fils portent aussi des numéros, que l'on retrouve sur des bagues à chaque extrémité.

4. Les symboles à connaître

5. Le repérage des bornes

Chaque borne d'appareil porte un repère gravé. Il est le même sur le schéma et sur le matériel : c'est ce qui permet de passer du papier à l'armoire.

Pour les contacts auxiliaires, le chiffre des dizaines est un numéro d'ordre (1er, 2e, 3e contact) et le chiffre des unités donne la fonction : 1-2 pour un NF, 3-4 pour un NO. Le contact 13-14 est donc le premier contact, à fermeture.

6. L'auto-maintien

Le bouton marche S2 est un poussoir : il ne reste fermé que tant qu'on appuie. Pour que le moteur continue de tourner quand l'opérateur relâche, on place en parallèle sur S2 un contact auxiliaire NO du contacteur, le 13-14 de KM1. C'est l'auto-maintien.

1. 1.Au repos, S2 est ouvert, KM1 13-14 est ouvert : la bobine n'est pas alimentée.
2. 2.Lucas appuie sur S2 : le courant passe par S2 jusqu'à A1, la bobine attire, les pôles de puissance se ferment, le moteur démarre. En même temps, KM1 13-14 se ferme.
3. 3.Lucas relâche S2 : le courant passe désormais par KM1 13-14. La bobine reste alimentée, le moteur tourne.
4. 4.Lucas appuie sur S1 (NF) : le circuit est coupé, la bobine retombe, KM1 13-14 s'ouvre. Relâcher S1 ne suffit pas à redémarrer : il faut un nouvel appui sur S2.

Ce montage a un intérêt de sécurité : après une coupure de courant, le contacteur retombe et le moteur ne redémarre pas seul au retour de la tension. Le déclenchement du relais thermique produit le même effet.

7. L'arrêt d'urgence

L'arrêt d'urgence S0 est un contact NF placé en série, en tête du circuit de commande. Un appui coupe l'alimentation de la bobine quel que soit l'état des autres boutons. Le bouton reste enfoncé (il est à accrochage) jusqu'à ce qu'on le déverrouille volontairement, et ce déverrouillage ne doit pas redémarrer la machine.

8. Le départ moteur du convoyeur

Voici le schéma complet du convoyeur. À gauche, la puissance ; à droite, la commande. Suivez-le avec le texte.

1. 1.Puissance : L1, L2, L3 arrivent sur le sectionneur-fusible Q1, passent par les pôles de KM1, puis par le relais thermique F2, et rejoignent U1, V1, W1 du moteur M1. La carcasse du moteur est reliée au PE.
2. 2.Alimentation de la commande : le primaire du transformateur T1 est branché entre deux phases, en aval de Q1. Le secondaire fournit 24 V alternatif, protégé par le fusible F3. Ouvrir Q1 coupe donc aussi la commande.
3. 3.Chaîne de commande : 24 V, F2 95-96, S0, S1, puis S2 ou KM1 13-14, puis la bobine KM1 et le 0 V. Tous ces contacts sont en série : il suffit d'un seul ouvert pour que KM1 ne colle pas.
4. 4.Signalisation : le voyant H1 s'allume par le contact KM1 43-44 quand le contacteur est collé.

Le transformateur se choisit d'après sa puissance apparente, en voltampères (VA). Elle doit couvrir la consommation de toutes les bobines et voyants alimentés en même temps, avec une marge pour l'appel de courant des bobines à la fermeture.

9. Suivre le courant pour dépanner

Quand le moteur ne démarre pas, on ne change pas un contacteur au hasard. On part de la source et on suit le chemin du courant, dans l'ordre, jusqu'au point où il s'arrête. C'est la démarche par dichotomie du chapitre « Diagnostic de panne », appliquée au schéma.

La méthode la plus simple dans la commande consiste à garder le cordon noir du multimètre sur le 0 V et à déplacer le cordon rouge de borne en borne, en suivant le schéma : 24 V avant F2, 24 V après F2, 24 V après S0… Le contact en défaut se trouve entre le dernier point à 24 V et le premier point à 0 V.

10. Pour aller plus loin