On sait depuis longtemps que la plupart des applications industrielles haut de gamme disposent de relais pour fonctionner efficacement. Les relais sont de simples interrupteurs qui fonctionnent à la fois électriquement et mécaniquement. Ils se composent d'un ensemble de contacts et d'un électroaimant, grâce auxquels le mécanisme de commutation est réalisé. Il existe d'autres principes de fonctionnement qui diffèrent selon leur application. Quels types de relais existe-t-il ?
Pourquoi est-ce si efficace ?
Le fonctionnement principal du relais se produit dans des endroits où seul un signal de faible puissance peut être appliqué. Cet appareil est également utilisé dans les endroits où plusieurs circuits doivent être contrôlés par un seul signal. Leur utilisation a commencé lors de l'invention des téléphones, qui ont joué un rôle important dans la commutation des appels aux centraux téléphoniques. Ils étaient également utilisés pour envoyer des télégrammes sur de longues distances.
Après l'invention des ordinateurs, ils ont aidé à effectuer diverses opérations logiques à l'aide de signaux.
Conception
Le relais comporte quatre parties principales:
- noyau de fer;
- armature mobile;
- bobine de commande;
- interrupteur de mise à la terre commune.
L'image ci-dessus montre la conception du relais.
Il s'agit d'un relais électromagnétique avec une bobine de fil entourée d'un noyau de fer. Pour l'armature mobile (armature) ainsi que pour les contacts de commutation, un chemin avec une très faible résistance au flux magnétique est prévu. L'armature mobile est reliée à une culasse, qui est reliée mécaniquement aux contacts de l'interrupteur. Ces pièces sont solidement maintenues par un ressort. Il crée un entrefer dans le circuit lorsque le relais est désexcité.
Principe de fonctionnement
La fonction peut être mieux comprise en examinant le schéma suivant ci-dessus.
Le schéma montre les éléments de relais et leur utilisation. Le noyau de fer est entouré d'une bobine de commande. Comme illustré, l'alimentation est fournie à l'électroaimant par l'interrupteur de commande et par les contacts. Lorsque le courant commence à circuler dans la bobine de commande, l'électroaimant est chargé, ce qui permet de renforcer le champ magnétique.
Ainsi, le bras de contact supérieur commence à être attiré vers le support fixe inférieur, provoquant un court-circuit à l'alimentation. D'autre part, si le relais était déjà désexcité lorsque les contacts étaient fermés, ils se déplacent dans la direction opposée et complètent le circuit.
Dès que le courant de la bobine est coupé, l'armature mobileretourné avec force à sa position d'origine. Cette puissance sera presque égale à la moitié de la force magnétique. C'est le but principal et le principe de fonctionnement du relais.
Dans le relais, les types d'opérations sont divisés en deux principaux. L'un d'eux est l'utilisation de la basse tension. Pour l'application des opérations à basse tension, on privilégiera la réduction du bruit de l'ensemble du circuit. Et pour les opérations à haute tension, le bruit doit être réduit par des étincelles.
Historique de l'apparition des premiers relais
En 1833, Carl Friedrich Gauss et Wilhelm Weber développèrent le relais électromagnétique. Mais le scientifique américain Joseph Henry a souvent affirmé qu'il avait inventé le relais en 1835 pour améliorer sa version du télégraphe électrique, développée plus tôt en 1831.
Certains affirment que l'inventeur anglais Edward Davy "a certainement inventé le relais électrique" dans son télégraphe électrique vers 1835.
De plus, un appareil simple maintenant appelé relais a été inclus dans le brevet télégraphique original de Samuel Morse en 1840.
Le mécanisme décrit agissait comme un amplificateur numérique, répétant le signal télégraphique, permettant ainsi aux signaux de voyager aussi loin que nécessaire. Le mot apparaît dans le contexte des opérations électromagnétiques depuis 1860. Quels sont les types de relais électromécaniques ?
Relais coaxial
Souvent, un relais coaxial est utilisé comme répéteur TR (émission-réception) qui commuteantenne du récepteur à l'émetteur. Cela protège l'appareil des hautes puissances.
Il est souvent utilisé dans les émetteurs-récepteurs qui combinent un émetteur et un récepteur dans un seul appareil. Les broches sont conçues pour ne renvoyer aucune puissance RF à la source, mais pour fournir une isolation très élevée entre les bornes de l'émetteur et du récepteur. L'impédance caractéristique du relais est adaptée à la ligne de transmission de l'impédance du système, par exemple 50 ohms.
Tension de relais 220V pour la maison
Les relais pour la maison sont le plus souvent utilisés. Il est nécessaire de sécuriser tous les appareils connectés. L'augmentation ou la diminution de la tension du réseau d'entrée peut nuire au fonctionnement des appareils. Ce mécanisme de protection détecte ces pics et empêche l'accès au réseau.
Le principe de fonctionnement de ce relais est basé sur la mesure de tension. S'il dépasse ou abaisse le taux autorisé, les contacts du relais se ferment pendant un certain temps, après quoi ils s'ouvrent à nouveau. Mais les relais ont différents types.
Relais de contacts de puissance
Ce relais a des contacts qui sont connectés mécaniquement les uns aux autres (relais mécanique), donc lorsque la bobine est alimentée ou désactivée, toutes les connexions se déplacent ensemble. Si un ensemble de contacts devient immobile, aucun autre contact ne pourra bouger. La fonction des contacts de puissance est de permettre au circuit de sécurité de vérifier l'état.
Les contacts à commande forcée sont également appelés positifscommande", "contacts captifs", "contacts interverrouillés", "contacts liés mécaniquement" ou "relais de sécurité". Ces relais de sécurité doivent respecter les règles de conception et de construction définies dans une norme majeure sur les machines, EN 50205, relais avec contacts à guidage forcé (liés mécaniquement).
Ces règles de conception de sécurité sont définies dans la norme EN 13849-2 "Classification des relais" en tant que "Principes de sécurité de base" et "Principes de sécurité testés" qui s'appliquent à tous les appareils. Les relais de contact à commande forcée sont disponibles avec différents ensembles de contacts principaux - NO, NC ou "Changeover".
Utilisation pour la logistique des machines-outils
La machine relais est standardisée pour le contrôle industriel. Ils comportent un grand nombre de contacts (parfois extensibles sur le terrain) qui sont facilement convertis de bobines normalement ouvertes à normalement fermées, facilement remplaçables, et un facteur de forme qui permet de monter plusieurs relais de manière compacte sur un panneau de commande. Alors que ces panneaux étaient autrefois l'épine dorsale de l'automatisation dans des industries telles que l'assemblage automobile, le contrôleur logique programmable (PLC) a largement remplacé les machines-outils à relais des applications de contrôle en série. Dans un relais, les types de machines comptent beaucoup.
Il vous permet de commuter des circuits avec des équipements électriques. Par exemple, un circuit de minuterie peut commuter l'alimentation surtemps spécifié. Pendant de nombreuses années, les relais ont été la méthode standard pour contrôler les systèmes électroniques industriels. Plusieurs appareils peuvent être utilisés ensemble pour réaliser des fonctions complexes (logistique de relais). Le principe de la logistique relais repose sur des mécanismes qui dynamisent et désexcitent les contacts associés.
Protection moteur
Les moteurs électriques doivent être protégés contre les surcharges de courant, sinon leurs enroulements peuvent commencer à fondre, ce qui risque de provoquer un incendie. Les dispositifs sensibles aux surcharges sont des relais thermiques dans lesquels une bobine chauffe une bande bimétallique ou fond en soudure pour faire fonctionner les contacts auxiliaires. Ces contacts auxiliaires sont en série avec la bobine du contacteur du moteur, ils coupent donc le moteur en cas de surchauffe.
Cette protection thermique fonctionne relativement lentement, permettant au moteur de tirer des courants de démarrage plus élevés avant que la fonction de protection ne fonctionne. Lorsqu'il est exposé à la même température ambiante que le moteur, une compensation de température du moteur utile, quoique grossière, est fournie.
Un autre système courant de protection contre les surcharges utilise une bobine électromagnétique intégrée en série avec le circuit du moteur. Ceci est similaire à un relais de commande, mais nécessite un courant de défaut assez élevé pour piloter les contacts. Pour éviter les courts-circuits dus aux surintensités. Le mouvement de l'ancre est amorti par le tableau de bord.
DétectionLes surcharges thermiques et magnétiques sont couramment utilisées ensemble dans les relais de protection moteur. Les relais de surcharge électroniques mesurent le courant du moteur et peuvent estimer la température de l'enroulement à l'aide d'un "modèle thermique" du système d'induit, qui peut être réglé pour fournir une protection plus précise.
Certains mécanismes de protection du moteur incluent des entrées de capteur de température pour une mesure directe à partir d'un thermomètre intégré dans l'enroulement.
Ce que vous devez savoir pour choisir un relais ?
Vous devez noter certains facteurs lors du choix d'un relais particulier
- Protection - divers moyens de protection doivent être notés, par exemple, de toucher la bobine. Il aide à réduire les étincelles dans les circuits utilisant des inducteurs. Cela aide également à réduire la surtension causée par les changements de signaux.
- Recherchez un relais standard avec toutes les approbations officielles.
- Heure de changement - vous pouvez utiliser la version haute vitesse.
- Valeurs nominales: les valeurs nominales actuelles vont de quelques ampères à 3 000 ampères. Dans le cas des tensions nominales, elles vont de 300 W AC à 600 W AC. Il existe également une version haute tension (environ 15 000 volts).
- Type de contact utilisé - NC, NO ou contact fermé.
- Selon vos objectifs, vous pouvez choisir les types de chaîne: "Make to Break" ou "Break to Smart Contact".
- Notez l'isolation entre le circuit de la bobine et les contacts.
Également un relais de tension 220V pour la maison, vous devriez donc étudier les schémas de fonctionnement et les types de connexion.
