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Installation
5.4
Relais de sécurité
Dans ce chapitre, nous décrivons le relais de sécurité.
5.4.1 Mesures à prendre pour éviter un démarrage intempestif
Pour éviter de mettre en danger des personnes, par exemple des utilisateurs ou des techniciens de
maintenance ou d'entretien, il est nécessaire de maintenir la machine dans un état sécurisé pour la
durée d'une intervention dans des sections pouvant présenter un danger (arrêt sécurisé) C'est pourquoi
on exige une mesure fiable pour empêcher un démarrage inattendu (voir entre autres la Directive
Machines 89/392/CE, annexe I, 1.6.3, dernier alinéa, EN 292-2, 4.1.4; EN 60204-1, 5.4). Par un
démarrage inattendu on entend un démarrage qui, de par sa survenance inattendue peut présenter un
danger pour des personnes (EN 292-1). En outre, indépendamment de la transition de l'état de repos
de la machine à l'état activé, il y a lieu de tenir compte d'une accélération inattendue c'est à dire de la
transition d'un état de repos avec sécurité vers un état de mouvement sans sécurité. De telles mesures
sont nécessaires du fait qu'une accélération inattendue est en général due à une interruption du circuit
de régulation de la machine. Dans un tel cas et en raison du mode de régulation généralement utilisé,
l'entraînement a tendance à atteindre la vitesse maximum avec une accélération maximale. Pour cette
raison, lors d'un démarrage inattendu, le conducteur de la machine n'a plus la possibilité de s'éloigner
ou de retirer sa main de la zone de danger. C'est pourquoi, lorsque les dispositifs de protection sont
ouverts et électriquement verrouillés, l'entraînement doit être immobilisé et maintenu dans une position
de repos sécurisée. Il faut que le moteur ne puisse pas produire de couple et donc pas de mouvement
dangereux.
Pour empêcher un démarrage inattendu d'une machine, on peut utiliser des dispositifs coupe-circuit
électriques, par exemple des contacteurs. Beaucoup de types de machines ne se prêtent pas à
l'ouverture du circuit d'alimentation secteur, par exemple dans les cas où un entraînement alimenté par
un convertisseur est fréquemment arrêté et redémarré en cours d'utilisation. Les mises hors tension et
remises sous tension fréquentes du circuit intermédiaire produisent une forte sollicitation des
composants et entraînent souvent des pertes de temps et des défaillances de composants.
La condition primordiale pour le démarrage d'un moteur à courant alternatif triphasé est la production
d'un champ rotatif qui entraîne le rotor du moteur. Dans les entraînements à courant alternatif triphasé
régulés à régime variable, des microprocesseurs génèrent des trains d'impulsions complexes qui sont
ensuite amplifiées et utilisées pour commuter des semi-conducteurs de puissance. Si aucun train
d'impulsions défini n'est généré ou si le circuit d'amplification est interrompu, par exemple par sa mise
hors tension à l'aide d'un relais (relais de sécurité), aucun champ rotatif ne peut naître. Une anomalie
dans la génération des trains d'impulsions ne peut donc pas causer un démarrage du moteur tant que
la seconde condition, l'interruption de l'alimentation de l'amplificateur, est remplie et vice-versa. On
réalise donc la protection contre un démarrage inattendu par une mesure de type électromécanique,
contrôlant les circuits électroniques, soit une ouverture de circuit sécurisée, implantée à distance du
circuit de charge.
Lors d'un arrêt, l'alimentation en énergie des enroulements du moteur est interrompue par le blocage
des semi-conducteurs de puissance. Etant donné que des semi-conducteurs peuvent éventuellement
claquer ou devenir passants, par exemple sous l'influence d'interférences électromagnétiques, il y a lieu
d'envisager le comportement d'un entraînement à l'arrêt lors d'un incident de ce type. Le claquage ou
la mise en conduction « fortuite » d'un seul ou de plusieurs semi-conducteurs de puissance d'un même
pôle du circuit intermédiaire ne peut pas causer un démarrage incontrôlé, puisque aucun courant ne
circule dans ce cas. Ce n'est que lorsqu'un autre semi-conducteur de puissance, desservant l'autre pôle
du circuit intermédiaire, devient passant qu'un courant peut circuler au travers du moteur. Si, dans ce
cas, le circuit intermédiaire est directement court-circuité, les disjoncteurs disposés en amont du
convertisseur se déclenchent et aucun démarrage du moteur ne peut avoir lieu. Si le circuit intermédiaire
est « court-circuité » par un enroulement du moteur, un champ magnétique peut naître dans le moteur.
Dans le cas d'un moteur asynchrone, ce champ magnétique continu ne peut pas provoquer un à-coup
du rotor. Dans un moteur synchrone à excitation permanente, le rotor entamera une rotation jusqu'à une
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Unité de puissance individuelle/Module de puissance BUM/BUS 61
Baumüller Nürnberg GmbH
5.97028.08
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