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Relais statique : circuit, principe de fonctionnement, connexion

Pour fournir une communication sans contact de divers appareils sans utiliser d’électroaimants, un relais à semi-conducteurs est utilisé. Nous parlerons plus loin des caractéristiques, du principe de fonctionnement et du schéma de connexion de cet appareil..

Table des matières:

Relais statique – principe de fonctionnement

Un relais à semi-conducteurs est un dispositif qui assure le contact entre les circuits électriques basse tension et haute tension.

Compte tenu de la structure de cet appareil, la plupart des modèles sont similaires les uns aux autres, présentent des différences mineures qui n’affectent pas le principe de leur fonctionnement..

La structure du relais statique comprend la présence de :

  • entrée,
  • isolation optique,
  • circuit de déclenchement,
  • circuit de commutation,
  • circuits de protection.

L’entrée est le circuit primaire, qui se caractérise par la présence d’une résistance sur un isolant permanent, qui est connecté en série. La fonction principale du circuit d’entrée est de recevoir un signal et de transmettre une commande au dispositif de relais à semi-conducteurs qui commute la charge..

Un dispositif d’isolation optique est utilisé pour isoler le réseau d’entrée et de sortie CA. Le type du composant donné dépend du type de relais et de son principe de fonctionnement..

Une conception de circuit de déclenchement est utilisée pour traiter le signal d’entrée et commuter la sortie. Il agit comme un élément séparé, et dans certains modèles, il fait partie de l’isolation optique.

Pour fournir une force de tension à la charge, un circuit de type commutation est utilisé, qui comprend un transistor, une diode au silicium et un triac..

Un circuit de protection séparé est utilisé pour protéger le relais statique contre les dysfonctionnements ou les erreurs. Cet appareil est de deux types : interne et externe..

Le circuit de relais à semi-conducteurs se compose de :

  • systèmes de contrôle,
  • dispositifs de relais à semi-conducteurs,
  • moteur, pompe, poste à souder, transformateur ou réchauffeur.

Pour commuter une charge inductive à l’aide d’un relais à semi-conducteurs, la réserve de courant doit être augmentée de 6 à 8 fois.

Le principe de fonctionnement d’un relais statique est de fermer ou d’ouvrir des contacts qui transmettent la tension directement au relais. Pour activer les contacts, un activateur est requis. Son rôle dans un relais à semi-conducteurs est joué par un semi-conducteur ou un dispositif à semi-conducteurs. Dans les appareils fonctionnant en courant alternatif, il s’agit d’un thyristor ou triac, et pour les appareils en courant continu, un transistor.

Le dispositif, qui se caractérise par la présence d’un transistor de commutation, est un relais à semi-conducteurs. Il s’agit par exemple d’un capteur de mouvement ou de lumière qui, à l’aide d’un transistor, transmet une tension..

Un effet d’isolation galvanique apparaît entre la tension dans la bobine et les contacts de puissance, qui disparaît du fait de la présence d’un circuit optique.

Avantages et domaine d’utilisation des relais statiques

Les relais statiques remplacent souvent les contacteurs conventionnels en raison de leurs nombreux avantages par rapport à eux. Considérez les principaux avantages d’un relais statique :

1. Faible consommation d’énergie – en raison du manque de diversité électromagnétique, le relais électromagnétique consomme beaucoup d’électricité, car le relais à semi-conducteurs utilise un semi-conducteur, la quantité d’électricité nécessaire à son fonctionnement est inférieure de 90%.

2. Le relais statique est un appareil de petite taille, cette qualité le rend facile à transporter et à installer..

3. Cet appareil se caractérise par un haut niveau de performance et ne nécessite pas d’attente de démarrage..

4. Performances à faible bruit – un autre avantage du relais à semi-conducteurs par rapport aux contacteurs.

5. Ces appareils ont une durée de vie plus longue et ne nécessitent pas d’entretien supplémentaire..

6. Ont un large éventail d’utilisations et conviennent à différents appareils.

7. Le relais à semi-conducteurs vous permet d’allumer le circuit sans permettre les interférences électromagnétiques.

8. Le haut niveau de performance évite les rebonds de contact pendant le fonctionnement de l’appareil.

9. Le relais à semi-conducteurs permet plus d’un milliard d’activations.

10. La présence d’une isolation fiable entre les circuits d’entrée et de commutation augmente les performances de l’appareil.

11. Le relais présente une conception compacte et étanche et résiste aux vibrations avant les chocs..

Le domaine d’utilisation du relais à semi-conducteurs est assez large. Ils sont utilisés lorsqu’il est nécessaire de commuter des charges inductives. Considérez les principaux domaines d’application de cet appareil :

  • un système dans lequel la température est contrôlée à l’aide d’un élément chauffant ;
  • maintenir une température constante dans le processus technologique;
  • pour commuter le circuit de commande ;
  • lors du remplacement des démarreurs de type inverse sans contact ;
  • commande de moteur électrique;
  • contrôle du chauffage, des transformateurs et d’autres appareils techniques;
  • contrôle du niveau d’éclairage.

Variétés de relais statiques

Il existe plusieurs types de relais statiques, qui diffèrent par les caractéristiques de la tension de commande et de commutation :

1. Relais DC à semi-conducteurs – utilisés sous l’action d’une électricité constante dans la plage de 3 à 32 watts. Il se caractérise par des caractéristiques spécifiques élevées, une indication LED, une haute fiabilité. La plupart des modèles ont une large plage de températures de fonctionnement de -30 à +70 degrés.

2. Les relais à semi-conducteurs AC présentent une faible interférence électromagnétique, aucun bruit pendant le fonctionnement, une faible consommation d’énergie et une vitesse de fonctionnement élevée. L’intervalle de travail est de 90-250W.

3. Les relais statiques à commande manuelle vous permettent de personnaliser le type de travail.

En fonction du type de charge, il y a :

  • relais statique monophasé,
  • relais statique triphasé.

Un relais monophasé permet de commuter l’électricité dans la plage de 10 à 120 A ou dans la plage de 100 à 500 A. Le contrôle de phase est effectué à l’aide d’un signal analogique et d’une résistance variable. Les relais triphasés sont utilisés pour commuter le courant sur trois phases simultanément. Ils ont un intervalle de fonctionnement de 10 à 120 A. Parmi les relais triphasés, on distingue les dispositifs réversibles, qui se distinguent par le marquage et la commutation sans contact. Leur fonction est de commuter de manière fiable chaque circuit séparément. Des dispositifs spéciaux sont capables de protéger de manière fiable le relais contre les fausses commutations.

Ils sont utilisés lors du démarrage et du fonctionnement du moteur asynchrone, qui les inverse. Lors du choix de cet appareil, il est nécessaire d’observer une alimentation électrique importante, qui fait fonctionner l’appareil de manière sûre et efficace..

Pour éviter les surtensions lors de l’utilisation d’un relais, assurez-vous d’acheter une varistance ou un fusible à action rapide..

Les relais triphasés ont une durée de vie plus longue que les relais monophasés. La commutation se produit à la suite du passage à zéro actuel et de l’indication LED.

En ce qui concerne la méthode de commutation, il y a :

  • dispositifs portant des charges de type capacitif, type réducteur, induction faible ;
  • les relais à commutation aléatoire ou instantanée sont utilisés lorsqu’un fonctionnement instantané est requis;
  • relais avec contrôle de phase, permettent le réglage des éléments chauffants, lampes à incandescence.

En ce qui concerne la conception, les relais statiques sont :

  • monté sur rails D&N,
  • universel, installé sur des bandes de type transition.

Choisir et acheter un relais statique

Pour acheter un relais statique, vous devez contacter un magasin d’électronique spécialisé, où des spécialistes expérimentés vous aideront à choisir un appareil, en fonction de la puissance requise..

Le prix du relais statique est déterminé par les caractéristiques suivantes :

  • type d’appareil,
  • disponibilité des attaches,
  • matériau dont est fait l’étui,
  • activation instantanée ou progressive,
  • disponibilité de fonctions supplémentaires,
  • fabricant,
  • Puissance,
  • la consommation d’électricité,
  • dimensions de l’appareil.

Lors de l’achat d’un relais statique, il y a un point très important à garder à l’esprit. Ces appareils doivent fonctionner avec une réserve de marche qui dépasse plusieurs fois la puissance de l’appareil. Si vous ne respectez pas cette règle, avec une légère augmentation de puissance, l’appareil tombera instantanément en panne..

L’utilisation de fusibles spéciaux est recommandée pour éviter d’endommager le relais..

Il existe plusieurs types de fusibles :

  • g R – utilisés dans une large gamme de capacités, ils se caractérisent par une action rapide;
  • g S – utilisé dans toute la plage de courant, protégeant les éléments semi-conducteurs des charges accrues du réseau électrique ;
  • a R – protéger les éléments de type semi-conducteur contre les courts-circuits.

De tels appareils ont un coût assez élevé, égal au coût du relais lui-même, mais ils offrent une protection très efficace contre les dommages causés à l’appareil..

Il existe d’autres fusibles appartenant aux classes B, C et D. Ils ont une plage de protection plus petite et un coût moins cher..

Lors du fonctionnement du relais statique, il est à noter que ce dispositif chauffe très rapidement. Si le corps de l’appareil est très chaud, il n’est pas capable de commuter le courant en mode normal, la quantité de courant est considérablement réduite. Si la température de chauffage atteint 65 degrés, l’appareil s’éteindra.

Par conséquent, lors de l’utilisation du relais, il est impératif d’installer un radiateur de refroidissement. Et la réserve actuelle devrait être trois, quatre fois plus élevée. Si le réglage des moteurs à induction est effectué, la réserve de courant augmente de huit à dix fois..

Caractéristiques de la connexion d’un relais à semi-conducteurs

Recommandations pour les relais statiques à câblage automatique :

1. Les connexions ne nécessitent pas de soudure, mais sont réalisées à l’aide d’une méthode de vis.

2. Pour éviter d’endommager l’appareil, ne laissez pas la poussière ou les éléments métalliques y pénétrer..

3. Il est interdit d’appliquer des influences externes inacceptables sur le corps de l’appareil..

4. Ne placez pas le relais à semi-conducteurs à proximité d’objets inflammables et ne touchez pas l’appareil lorsqu’il fonctionne pour éviter de vous brûler..

5. Avant d’allumer le relais, assurez-vous que les connexions sont correctement commutées..

6. En cas de chauffage du boîtier supérieur à 60 degrés, il est recommandé d’installer le relais sur un radiateur de refroidissement.

7. Pour éviter d’endommager l’instrument, ne court-circuitez pas la sortie..