Relais DC monophasés et triphasés - principe de fonctionnement

Pour contrôler divers équipements électroniques, il faut un appareil caractérisé par des dimensions miniatures et un haut degré de fiabilité. Ces dispositifs comprennent des relais statiques AC et DC. Ils ont trouvé leur application dans les environnements domestiques et industriels. Le relais peut être assemblé et installé indépendamment de vos propres mains sans trop de difficulté. Le seul critère empêchant l'adoption généralisée de l'appareil est son coût. Avant d'utiliser un relais statique, vous devez comprendre ses paramètres, son principe de fonctionnement, sa conception.

Principe d'opération

Un relais à semi-conducteurs est un dispositif semi-conducteur modulaire utilisé pour ouvrir et fermer des réseaux électriques. Il se présente sous forme de transistors, triacs, thyristors. Les relais statiques sont également appelés SSR (Solid State Relais).

Les principaux composants qui composent le relais :

• nœud d'entrée ;
• disjoncteurs;
• circuit de déclenchement;
• dénouement;
• unité de commutation;
• circuit de protection;
• nœud de sortie.

La plupart des relais à semi-conducteurs sont utilisés pour l'automatisation connectée à un réseau électrique de 20 à 480 volts.

Le principe de fonctionnement de l'appareil est simple. Le boîtier du relais contient deux contacts et deux fils de commande. Leur nombre peut varier en fonction des phases qui ont été connectées. Sous l'influence de la tension, la charge principale est commutée.

Lorsque vous travaillez avec un relais, il faut garder à l'esprit que sous des tensions élevées, il existe un risque de petits courants de fuite qui peuvent endommager l'équipement. C'est parce que peu de résistance reste dans le relais.

Modèles notables

Les principales caractéristiques dépendent de nombreux facteurs. Les modèles domestiques populaires produits par KIPprbor, Proton, Cosmo incluent :

• TM-O. Appareils avec un circuit "zéro" intégré à travers lequel passe une transition de phase.
• TS. Des modèles qui s'éteignent à tout moment.
• Les plus populaires et les plus utilisés sont TMV, TSB, TSM, TMB, TSA. Ils ont un circuit de sortie RC.
• TC / TM - puissance. Les courants atteignent des valeurs de 25 mA.
• TCA, TMA - utilisé dans les appareils sensibles.
• TSB, TMB - modèles basse tension. La tension ne dépasse pas 30 V.
• TSV, TMV - haute tension. La tension atteint 280 V.

Les homologues étrangers comprennent des produits fabriqués par Carlo Gavazzi, Gefran, CPC.

Décodage

Les modèles SSR, TSR (respectivement monophasés et triphasés) sont les plus populaires. Leur résistance est de 50 Mohm ou plus à une tension de 500 V.

La désignation est écrite comme SSR -40 D A H. SSR ou TSR indique le nombre de phases. 40 - charge en Ampères. La lettre désigne le signal à l'entrée (L 4-20 mA, D - 3-32 V en courant continu, V - résistance variable, A - 80-250 V en courant alternatif). La lettre suivante est la tension d'entrée (A - AC, D - DC). La dernière lettre est la plage de tension de sortie (N - 90-480 V, aucune lettre - 24-380 V).

Caractéristiques du travail avec l'appareil

Lorsque vous travaillez avec un relais statique 220v (contrôle 220v), vous devez respecter les règles suivantes :

• La connexion doit être vissée. C'est assez fiable. La soudure des pièces n'est pas nécessaire, la torsion est interdite.
• Ne laissez pas la poussière, l'eau et les objets métalliques pénétrer dans le relais. Ils conduisent à la défaillance d'un composant.
• Ne pas appliquer d'influences externes inacceptables sur le boîtier.Ceux-ci incluent les inondations de liquide, les chocs, les vibrations, les chutes.
• Ne touchez pas l'appareil pendant le fonctionnement. L'armoire chauffe et peut brûler une personne.
• N'installez pas le relais à proximité d'objets inflammables.
• Avant de connecter le circuit, assurez-vous que les connexions assemblées sont correctes.
• Lorsque le boîtier est chauffé au-dessus de 60 degrés, un refroidissement supplémentaire est requis à l'aide de radiateurs.
• Un court-circuit ne doit pas être autorisé à la sortie.

Sous réserve des exigences de fonctionnement, le relais effectuera son travail de manière fiable et efficace pendant toute la période déclarée.

Avantages et inconvénients

Les relais à semi-conducteurs ont un certain nombre de qualités positives par rapport à leurs homologues électromécaniques. Ceux-ci inclus:

• Durabilité. Un dispositif semi-conducteur peut supporter des dizaines de milliers de cycles marche/arrêt.
• Une connexion de haute qualité est en cours de création.
• Contrôle de charge compétent.
• Haute performance.
• Absence d'interférences électromagnétiques dans un réseau fermé.
• Une réponse rapide.
• Fonctionnement silencieux.
• Dimensions miniatures.
• Aucun rebond de contact.
• Haute performance.
• Possibilité de transition en douceur entre les réseaux AC et DC. Dépend de la puissance et du type d'appareil.
• Large gamme d'applications.
• Résiste aux surcharges en 2000.
• Protection contre les surtensions soudaines et importantes de tension et de courant.

Il existe également un certain nombre d'inconvénients en raison desquels un relais électromécanique peut être plus rentable dans son application. Tout d'abord, il s'agit du coût élevé du produit et de la complexité de son achat. Les relais statiques ne sont disponibles que dans un magasin d'électronique professionnel. Des difficultés surviennent également lors de la commutation primaire - des surtensions élevées peuvent apparaître. Les micro-courants apparaissant pendant le fonctionnement affectent également négativement le relais.

Des exigences opérationnelles sont également imposées au fonctionnement de l'appareil - la pièce doit avoir un niveau normal de poussière et d'humidité. Les valeurs optimales peuvent être trouvées dans la documentation du relais.

Les relais statiques ne peuvent pas fonctionner avec des appareils dont la tension dépasse 0,5 kV. L'augmentation des valeurs recommandées peut entraîner la fonte des contacts.

Domaines d'utilisation

Malgré leur prix élevé, les relais statiques sont activement utilisés dans divers domaines. Ils s'acquittent avec succès des tâches suivantes :

• Contrôle de la température avec élément chauffant.
• Maintien de la bonne température dans les processus technologiques.
• Circuits de commande de commutation.
• Remplacement des démarreurs de type sans contact.
• Commande de moteur électrique.
• Contrôle de chauffage des transformateurs.
• Contrôle du niveau de rétroéclairage.

Dans chaque cas, un certain type de relais est utilisé.

Classification des relais statiques

Les relais statiques peuvent être classés selon différents critères. Selon les caractéristiques de la tension de commande et de commutation, il y a :

• Relais statiques CC. Ils sont utilisés dans des circuits à électricité constante d'une puissance de 3 à 32 watts. Ils se distinguent par des caractéristiques spécifiques élevées, la présence d'indications LED et la fiabilité. La plage de température de fonctionnement est suffisamment large et va de -30 à +70 degrés.
• Relais CA. Ils se distinguent par un faible niveau d'interférences électromagnétiques, pas de bruit et une faible consommation d'énergie. La plage de puissance de fonctionnement est de 90 à 250 W.
• Relais manuel. À l'aide de tels appareils, vous pouvez régler indépendamment le mode de fonctionnement.

Selon le type de tension, on distingue les relais monophasés et triphasés. Les appareils monophasés sont utilisés dans les réseaux avec un courant de 100 à 120 A ou de 100 à 500 A. Ils sont commandés en recevant un signal analogique et une résistance variable. Les relais triphasés sont utilisés pour activer simultanément trois phases. Ampérage 10-120 A. Les modèles triphasés durent plus longtemps que les modèles monophasés.

Les dispositifs réversibles se distinguent dans un groupe distinct de relais à semi-conducteurs triphasés. Ils se distinguent par le marquage et la connexion sans contact. La fonction principale est la commutation fiable de chaque circuit séparément. Ils protègent le circuit des faux positifs. L'application principale se trouve dans les moteurs asynchrones. Pour travailler avec le relais, un fusible ou une varistance doit être installé.

Les relais sont classés selon la méthode de commutation :

• dispositifs capacitifs ou réducteurs, ainsi que dispositifs à faible induction;
• avec déclenchement aléatoire ou instantané ;
• avec contrôle de phase.

De par leur conception, il est possible de distinguer les modèles installés sur un rail DIN et sur une barre spéciale de type transition.

Conseils de sélection

Les relais statiques ne peuvent être achetés que dans un magasin d'électronique spécialisé. Des spécialistes expérimentés vous aideront à choisir le meilleur appareil pour un usage spécifique. Les facteurs suivants affectent le coût du produit :

• type de relais ;
• la présence de mécanismes de fixation;
• matériel corporel;
• heure de mise en marche;
• fabricant et pays d'origine;
• Puissance;
• énergie requise;
• dimensions.

Lors de l'achat, il est important de considérer qu'il devrait y avoir une réserve de marche plusieurs fois supérieure à celle de travail. Cela évitera au relais d'être endommagé. Des fusibles spéciaux sont également utilisés en plus. Les plus fiables sont :

• G R - utilisé dans une large gamme de charges, caractérisé par une vitesse élevée.
• G S - fonctionne sur toute la plage de courants. Protégez l'appareil de manière fiable contre les surcharges du secteur.
• A R - protéger les composants du dispositif semi-conducteur contre les courts-circuits.

De tels dispositifs offrent une protection élevée contre la casse. Leur coût est comparable au prix du relais lui-même. Les fusibles des classes B, C, D ont des propriétés de protection inférieures et, par conséquent, un coût inférieur.

Pour un fonctionnement fiable et stable du relais, vous devez choisir un radiateur de refroidissement. Cela est particulièrement vrai lorsque la température dépasse 60 degrés. La réserve de courant pour un relais conventionnel doit dépasser les courants de fonctionnement de 3 à 4 fois. Lorsque vous travaillez avec des moteurs à induction, ce chiffre devrait augmenter jusqu'à 8 à 9 fois.

Schémas de connexion

Il existe différentes manières de connecter des semi-conducteurs à semi-conducteurs. Ils dépendent des caractéristiques de la charge connectée. De plus, divers éléments de commande peuvent être inclus dans le circuit.

Les schémas les plus couramment utilisés sont :

• Normalement ouvert. La charge est alimentée lorsque le signal de commande est présent.
• Normalement fermé. La charge est alimentée en l'absence de signal de commande.
• Les tensions de commande et de charge sont égales. Il est utilisé pour fonctionner dans les réseaux AC et DC.
• Trois phases. Il peut être connecté de différentes manières - "étoile", "delta", étoile avec neutre ".
• Réversible. Une sorte de relais triphasé. Comprend 2 boucles de contrôle.

Avant d'assembler le schéma, vous devez le dessiner sur papier.

La connexion au réseau se fait par des démarreurs ou des contacts. Lors de l'utilisation d'un relais triphasé, les 3 phases doivent être connectées aux bornes correspondantes sur le dessus de l'instrument. Les contacts de phase supérieurs sont marqués des lettres A, B C, zéro - N.

L'appareil dispose également de bornes inférieures marquées des numéros 1, 2, 3. Elles sont connectées selon l'algorithme suivant :

• 1 - à la sortie de la bobine dans le contacteur.
• 3 - pour toute phase qui contourne le relais.
• 2 - au réseau zéro.

Les éléments de puissance sont connectés comme suit : les phases sous tension doivent être connectées aux bornes correspondantes du contacteur ; conducteurs de charge - à la sortie du contacteur; les zéros sont combinés sur un bus commun dans la boîte de jonction.

Le réglage du relais sera considéré à l'aide de l'exemple du VP 380 A :

• Connectez l'appareil au réseau.
• Regardez l'affichage. En l'absence de tension, les chiffres clignoteront. L'apparition de tirets signale un changement dans l'ordre des phases ou l'absence de l'un d'entre eux.

Dans l'état normal du secteur, après environ 15 secondes, les contacts 1 et 3 doivent se fermer, alimentant la bobine et le réseau.

Si la connexion n'est pas correcte, l'écran clignote. Ensuite, vous devez vérifier son exactitude. Vous pouvez définir les paramètres nécessaires à l'aide des boutons sur le boîtier. Les boutons avec des triangles sont chargés de définir les limites souhaitées.