Types de schémas électriques (2)

Le schéma unifilaire utilise les symboles de tous les composants du circuit. Ils sont reliés par une seule ligne, quel que soit le nombre de conducteurs réellement utilisés. Le schéma unifilaire ressemble au schéma fonctionnel sauf que les symboles des composants y remplacent les rectangles descriptifs d'une tâche.

Ce type de schéma, quoique plus évolué que le type fonctionnel, demeure incomplet. Les symboles donnent une idée de la nature des composants qui serviront à réaliser les tâches spécifiques, mais la définition de leurs branchements reste inachevée.

L'avantage du schéma unifilaire est la simplicité de lecture qu'il offre, car seulement quelques connexions y sont dessinées. Il peut parfois vous éviter la confusion d'un circuit complexe comprenant plusieurs conducteurs.

Très répandu dans le domaine de la construction, le schéma unifilaire reste d'une utilité plutôt limitée en milieu industriel.

Le schéma unifilaire de la figure suivante montre clairement l'essentiel du circuit.

Un seul conducteur pour indiquer le circuit de puissance, relie l'alimentation triphasée au moteur. Ce type de schéma est très facile à reconnaître par ses connexions inachevées.

Schéma unifilaire d'un circuit de puissance :

Les symboles des différents composants d'un circuit électrique sont disposés de manière à ce que le tracé de chaque circuit puisse être facilement suivi (évitant les croisements de fils) et facilement analysé (dans un ordre correspondant à la séquence du fonctionnement).

Le schéma développé est le type de schéma que vous utiliserez le plus souvent. Étant donné que l'ordre de ses lignes représente habituellement le déroulement de la séquence électrique, l'analyse du fonctionnement d'un circuit se fait le plus souvent à partir d'un schéma développé.

Il est indispensable pour repérer un défaut lors du dépannage d'un circuit de commande. La clarté qu'il présente pour les tâches d'analyse surpasse celle des autres types de schémas.

Le schéma développé présente une distinction claire entre les composants du circuit de puissance et ceux du circuit de commande. Si elle est représentée, la partie puissance du circuit de moteur est souvent séparée du circuit de commande. 

Le seul lien qui les relie éventuellement provient de l'alimentation du circuit de commande, soit directement à partir du sectionneur ou des disjoncteurs, soit par l'intermédiaire d'un transformateur de séparation. Remarquez la présence de ces caractéristiques à la figure ci-dessous.

Schéma développé d'un système de pompage (avec transformateur de séparation de circuits) :

Le circuit de commande d'un schéma développé est toujours contenu entre deux lignes d'alimentation identifiées par L1 et L2 ou L1 et N ou encore la sortie d'un transformateur. La disposition est soit horizontale, soit verticale.

Voici maintenant un exemple de lecture de schéma développé.

La figure suivante montre le schéma développé du convoyeur à godets. Un trait pointillé sépare le circuit de puissance du circuit de commande.

Le circuit de puissance est composé de :

• l'alimentation triphasée du sectionneur porte fusibles Q1,
• des contacts KM1 du contacteur,
• des éléments thermosensibles du relais thermique F1,
• et finalement du moteur.

Schéma développé du convoyeur à godets :

L'alimentation du circuit de commande (L1) provient directement de l'une des trois phases (2) du sectionneur Q1. Le retour (L2) est assuré par une deuxième phase (6) du sectionneur.

On remarque une identification (L1, 1, …, 6) entre chacun des composants du circuit de commande. C'est l'identification que porte normalement chacun des conducteurs dans l'armoire de commande.

Nous avons adopté ici, pour un repérage des conducteurs indépendant. C'est un repérage qui ne tient pas compte des numéros des bornes sur lesquelles les fils sont raccordés.

Le capteur de niveau est entouré de pointillés pour démontrer que son emplacement physique est à l'extérieur de l'armoire électrique. Son raccordement se fait par l'intermédiaire de borniers (ronds) nommés X1 et X2.

Le schéma des connexions montre le schéma de câblage reliant tous les composants d'un circuit en tenant compte de la disposition physique réelle de leurs bornes.

La représentation des symboles peut parfois sembler confuse. Elle montre le lien entre chacun des composants du circuit plutôt qu'une séquence logique d'opération.

Puisque le schéma des connexions est celui qui se rapproche le plus de la réalité de l'équipement et du câblage, on préfère l'utiliser lors de l'installation et du raccordement d'un équipement ou lors de l'identification des conducteurs pour localiser une panne.

Un premier coup d'œil au schéma des connexions de la figure ci-dessous tend à faire croire à la complexité d'un circuit pourtant très simple. Il faut s'y attarder pour en tirer des informations. Dans ce schéma de connexion, vous pouvez remarquer la dépendance physique qui existe entre chacun des éléments.

• Le symbole de la bobine du contacteur KM1 est identifié par les bornes L2 et 6.
•  Les 3 contacts de puissance et le contact de commande auxiliaire de ce contacteur sont tous alignés avec la bobine.

La relation entre chacun de ces symboles reflète la réalité physique de la bobine du contacteur.

• Les contacts de puissance et le contact auxiliaire font en effet concrètement partie d'un même ensemble ;
• ils sont bien représentés dans ce schéma des connexions. 

Cette relation est marquée sur le schéma par des pointillés reliant les différentes parties du composant.

Schéma de réalisation avec schéma des connexions intérieures et extérieures :

La même relation existe pour le relais thermique F1 et son contact. La représentation des symboles se situe sur une seule ligne. Le schéma des connexions décrit fidèlement tous les raccordements des fils du circuit.

Le poste de boutons-poussoirs "marche-arrêt" fait souvent partie d'un équipement externe à l'armoire électrique. Dans ce cas, un trait mixte entoure les symboles des boutons-poussoirs pour indiquer son raccordement externe.

Dans les schémas électriques, les traits pointillés représentent les relations mécaniques entre les éléments et les traits mixtes représentent l'enveloppe contenant l'appareillage.

Suite à cette étude, vous devriez retenir plus particulièrement les points suivants. Il existe plusieurs types de représentations des schémas électriques :

- le schéma fonctionnel, relativement simple, dont le rôle est de faire comprendre le fonctionnement d'une installation. Il utilise des symboles rectangulaires reliés par des flèches qui indiquent le sens de l'énergie ou de l'information ;

- le schéma de principe destiné à faire comprendre le fonctionnement d'une installation par des symboles et les connexions électriques qui les assemblent ;

- le schéma de réalisation, destiné à guider la réalisation ou la vérification des connexions à l'intérieur d'une installation ou d'un équipement :

• le schéma des connexions intérieures ;
• le schéma des connexions extérieures ;
• le schéma des bornes.

Ces schémas peuvent être réalisés selon plusieurs modes :

- représentation unifilaire : un seul trait représente plusieurs conducteurs ;

- représentation multifilaire : chaque conducteur est représenté par un trait individuel ;

- représentation assemblés : les symboles des différents éléments d'un même appareil sont représentés juxtaposés sur le schéma ;

- représentation développée : les symboles des différents éléments d'un même équipement sont séparés et disposés de manière que le tracé de chaque circuit puisse être facilement suivi ;

- représentation topographique : la disposition des symboles sur le schéma rappelle la disposition des appareils dans la réalité. C'est le cas notamment du schéma architectural et du schéma de réalisation.

Il est à noter que le schéma le plus couramment utilisé est le schéma de principe en représentation développée appelé plus simplement schéma développé.

Cette étude vous a permis de distinguer les différentes formes de schémas électriques. Vous aurez à en utiliser ou à en dessiner dans votre travail. Les schémas des connexions sont ceux qui ressemblent le plus aux circuits réels et les schémas développés sont les plus pratiques pour l'analyse des circuits.

Une étude vous permet d'appliquer ces connaissances pour analyser le fonctionnement de circuits.