Choix du transformateur de commande et de l’alimentation auxiliaire 24 V DC

Choix du transformateur de commande et de l’alimentation auxiliaire 24 V DC

L’alimentation auxiliaire est le circuit dont on parle le moins dans un tableau et celui qui produit le plus de défauts. Un contacteur qui ne colle pas, une entrée d’automate qui bascule aléatoirement ou un relais de sécurité qui déclenche sans raison prennent généralement naissance non dans le circuit de puissance mais dans l’alimentation de commande. Cet article traite du dimensionnement du transformateur de commande, du choix entre 230 V AC et 24 V DC, des règles de protection secondaire et de mise à la terre, et du calcul de chute de tension.

Pourquoi la tension auxiliaire constitue-t-elle un circuit séparé ?

Séparer le circuit de commande du circuit de puissance répond à trois objectifs : sécurité au toucher, immunité au bruit et limitation des défauts. Un circuit de commande alimenté par un transformateur de séparation n’est pas affecté par un défaut à la terre côté puissance et conserve sa propre référence de terre. Le bruit de commutation du circuit de puissance atteint également moins facilement les circuits de signaux, ce qui fait une différence notable dans les tableaux comportant des mesures analogiques et des liaisons de communication. Enfin, protéger séparément le circuit de commande fait qu’un fusible fondu ne met hors service que la fonction concernée et non l’ensemble du tableau.

Comment dimensionner un transformateur de commande ?

Deux valeurs de puissance comptent : la puissance de maintien permanente des bobines et la puissance de crête à l’appel. Les bobines de contacteurs appellent plusieurs fois leur courant de maintien au collage, et ce courant provoque une chute brutale de tension au secondaire du transformateur. Le critère d’acceptation veut que, dans le cas le plus défavorable, c’est-à-dire lors du collage du plus gros contacteur sous la charge la plus élevée, la tension secondaire ne descende pas sous 85 % de la tension assignée de la bobine. Les catalogues indiquent donc une puissance d’appel à côté de la puissance permanente, et le transformateur est choisi sur cette seconde valeur. Additionner les bobines susceptibles de coller simultanément avec un facteur de simultanéité évite un surdimensionnement inutile.

Commande 230 V AC ou 24 V DC ?

La commande en 230 V AC reste courante car elle ne pose pas de problème de chute de tension sur de longues liaisons et convient à la logique à relais classique ; elle exige toutefois des mesures supplémentaires de sécurité au toucher et n’est pas directement compatible avec les cartes d’entrées d’automate modernes. Le 24 V DC est la tension naturelle de fonctionnement des automates, capteurs, relais de sécurité et équipements de communication, et rester dans le domaine de la très basse tension de sécurité réduit le risque au toucher. En contrepartie, les sections de câbles augmentent du fait de la chute de tension et le comportement en court-circuit d’une alimentation à découpage complique la sélectivité des fusibles. Les solutions mixtes sont fréquentes : commutation de puissance par bobines 230 V AC et couche logique et signaux en 24 V DC.

Protection secondaire, mise à la terre et chute de tension

Le circuit secondaire est protégé par un disjoncteur ou un fusible en sortie de transformateur, choisi pour couvrir à la fois le court-circuit et la surcharge du transformateur. Mettre le circuit de commande à la terre en un point permet au dispositif de protection d’agir sur un défaut d’isolement et empêche un circuit flottant à potentiel indéfini de porter un défaut caché ; la mise à la terre doit être unique, plusieurs points créant des courants de circulation. Dans les circuits 24 V DC, le calcul de chute de tension est déterminant : une bobine d’électrovanne en bout de long câble de terrain peut ne pas voir une tension suffisante même si l’on mesure 24 V à la source. Une règle pratique consiste à rester sous cinq pour cent de chute à la charge la plus éloignée, conducteur de retour inclus.

Redondance, gestion des défauts et surveillance

Dans les applications critiques, deux alimentations sont mises en parallèle par module à diodes, ou un module tampon franchit les micro-coupures. Dans les solutions avec batterie, le redresseur, le parc de batteries et le sectionnement basse tension sont planifiés ensemble et l’état des batteries est testé périodiquement. Un contact auxiliaire ou une entrée numérique sur la sortie de l’alimentation transforme la perte d’alimentation en alarme via l’automate, moyen le plus simple de détecter tôt une fonction de sécurité tombée silencieusement. À la mise en service, la tension secondaire doit être mesurée et consignée à vide et à pleine charge.

Points clés: transformateur de commande

• Le transformateur se choisit sur la puissance d’appel — la puissance de maintien seule n’est pas un critère suffisant.
• La tension secondaire doit rester au-dessus de 85 % — sinon les contacteurs ne collent pas ou vibrent.
• Mettre le circuit de commande à la terre en un seul point — plusieurs terres créent des courants de circulation et des défauts cachés.
• Calculer la chute de tension en 24 V DC — cinq pour cent à la charge la plus éloignée est un objectif pratique.
• Source normative — catalogue des publications IEC: iec.ch.

Questions fréquentes

Mon contacteur ne colle pas toujours, le transformateur peut-il en être la cause ?

Oui, c’est l’une des causes les plus fréquentes. Le courant de crête appelé par les bobines au collage provoque une chute de tension au secondaire, et le collage devient aléatoire dès que la tension descend sous 85 % de la valeur assignée. Additionnez les bobines susceptibles de coller simultanément et vérifiez la puissance d’appel du transformateur.

La mise à la terre du circuit de commande est-elle obligatoire ?

Elle n’est pas obligatoire mais fortement recommandée. Dans un circuit de commande non mis à la terre, le premier défaut d’isolement passe inaperçu tandis qu’un second défaut peut provoquer un fonctionnement intempestif. À défaut, dans les installations dotées d’un contrôleur permanent d’isolement, le circuit est volontairement laissé isolé et protégé par la surveillance.

Une seule alimentation 24 V peut-elle alimenter tout le tableau ?

Techniquement oui, mais l’impact d’un défaut augmente. Répartir les fonctions de sécurité, les capteurs de terrain et les équipements de communication sur des circuits et des protections distincts empêche un seul court-circuit d’arrêter tout le tableau. Dans les applications critiques, une redondance d’alimentation est ajoutée.

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Dans les tableaux Devpan, l’architecture d’alimentation auxiliaire est conçue en calculant les puissances d’appel des contacteurs et les longueurs de câbles de terrain, la protection secondaire et la mise à la terre figurant au schéma. Nous pouvons planifier ensemble l’architecture de votre circuit de commande. Solution Devpan associée : étude et conception de tableaux électriques.