Ces dernières années, parallèlement au développement rapide de la science et de la technologie, les équipements d'automatisation ont progressivement été largement utilisés dans diverses industries. Dans le processus de construction et de développement de l'électrotechnique, l'automatisation des appareils électriques basse tension est l'une des principales applications de la technologie d'automatisation en électrotechnique.
Parmi la majorité des appareils électriques basse tension automatisés, les relais sont des composants indispensables. Grâce à l'application de relais, le bon fonctionnement des appareils électriques basse tension automatisés peut être efficacement assuré, favorisant ainsi le développement de l'ingénierie électrique. Par conséquent, l'analyse et la compréhension des types de relais peuvent nous aider à mieux utiliser la technologie électrique automatisée.
Classification par finalité :
Relais de contrôle :
Utilisé pour contrôler la marche/arrêt ou la commutation du circuit.
A relais de contrôle est un dispositif de commutation électrique utilisé pour contrôler la mise en marche, l'arrêt ou la commutation d'un circuit. Il se compose généralement d'un composant électromagnétique et de contacts de commutation.
Lorsque la bobine électromagnétique du relais de commande est mise sous tension, le champ magnétique généré attire ou repousse les contacts du commutateur, permettant ainsi d'allumer ou d'éteindre d'autres dispositifs ou charges dans le circuit de commande, réalisant ainsi des fonctions de contrôle pour le circuit.
Plus précisément, lorsque la bobine électromagnétique du relais de commande est alimentée, le champ magnétique généré provoque le déplacement des contacts, ce qui permet d'activer/désactiver ou de commuter le circuit. Cette action peut soit fermer les contacts (comme dans les relais normalement ouverts) soit les ouvrir (comme dans les relais normalement fermés), en fonction des exigences spécifiques de l'application pour contrôler la charge ou le dispositif dans le circuit.
Les relais de contrôle sont largement utilisés dans divers domaines tels que les systèmes d'automatisation, les équipements industriels, les systèmes d'alimentation et les appareils électroménagers. Par exemple, dans l'automatisation industrielle, les relais de contrôle peuvent être utilisés pour contrôler le démarrage/l'arrêt des machines, le changement de direction, la régulation de la vitesse et d'autres fonctions ; dans les appareils électroménagers, les relais de contrôle peuvent être utilisés pour contrôler l'allumage/l'extinction des lumières, des ventilateurs, des cuisinières à induction et d'autres appareils.
En résumé, les relais de contrôle réalisent le contrôle des circuits grâce à des principes électromagnétiques et possèdent des caractéristiques telles qu'une structure simple, une grande fiabilité et une utilisation flexible, ce qui en fait l'un des dispositifs importants les plus couramment utilisés dans le domaine du contrôle électrique.
Relais de protection :
Utilisé pour surveiller l'état du circuit. Une fois que des conditions anormales telles qu'une surcharge ou un court-circuit sont détectées, il déclenche des actions de protection pour protéger l'équipement et les circuits.
Les relais de protection sont des dispositifs importants dans les systèmes électriques utilisés pour surveiller l'état des circuits et prendre des mesures de protection lorsque des anomalies sont détectées afin d'éviter des dommages matériels ou des défauts de circuit. Leurs fonctions comprennent :
- Surveillance de l'état du circuit : les relais de protection surveillent des paramètres tels que le courant, la tension et la fréquence dans les circuits pour assurer un fonctionnement normal.
- Détection d'anomalies : lorsque des anomalies telles qu'une surcharge, un court-circuit ou des défauts de terre se produisent dans le circuit, les relais de protection les détectent et réagissent en conséquence.
- Action de protection : lorsque des anomalies sont détectées, les relais de protection lancent des actions de protection telles que la coupure de l'alimentation, la déconnexion des circuits défectueux ou l'émission d'alarmes pour protéger les circuits et les équipements.
Les types de relais de protection comprennent :
- Relais de protection contre les surcharges:Surveiller le courant dans le circuit, en le considérant comme une surcharge s'il dépasse la valeur nominale.
- Relais de protection contre les courts-circuits : surveillent le courant dans le circuit, le considérant comme un court-circuit s'il atteint ou dépasse le seuil défini.
- Relais de protection contre les défauts à la terre : surveillez la situation de mise à la terre dans le circuit et prenez des mesures de protection lorsqu'un défaut à la terre est détecté.
- Relais de protection contre les surtensions et les sous-tensions : surveillent la tension dans le circuit et prennent des mesures de protection si elle dépasse ou descend en dessous du seuil défini.
- Relais de protection contre les surfréquences et les sous-fréquences : surveillent la fréquence dans le circuit et prennent des mesures de protection si elle dépasse ou tombe en dessous de la plage de fréquence définie.
Le principe de fonctionnement implique :
- Obtention d'informations sur les paramètres du circuit grâce à des capteurs tels que des transformateurs de courant et des transformateurs de tension.
- Saisie d'informations de paramètres dans des comparateurs ou des unités de contrôle dans des relais de protection.
- Comparaison de paramètres avec des seuils prédéfinis.
- Déclenchement d'actions de protection lorsque les paramètres dépassent ou atteignent des seuils prédéfinis.
Les applications des relais de protection comprennent les systèmes électriques (générateurs, transformateurs, systèmes de distribution), les systèmes industriels (moteurs, systèmes de contrôle) et les systèmes du bâtiment (ascenseurs, systèmes de climatisation).
Les avantages des relais de protection comprennent l’amélioration de la sécurité et de la fiabilité des circuits, la prévention des dommages aux équipements et des défauts de circuit, et la garantie d’une surveillance en temps réel et d’une réponse rapide aux situations anormales pour protéger la sécurité des équipements et du personnel.
En résumé, les relais de protection jouent un rôle crucial dans les systèmes électriques en surveillant l’état des circuits et en prenant des mesures de protection lorsque des anomalies se produisent, garantissant ainsi le fonctionnement sûr des circuits et des équipements.
Relais temporisé :
Dispose d'une fonction de temporisation et déclenche l'action après un délai défini.
Un relais temporisé est un appareil électrique équipé d'une fonctionnalité de temporisation, qui exécute des actions spécifiques après un temps de temporisation prédéfini.
Les fonctions:
- Fonctionnalité de temporisation : les relais temporisés peuvent retarder l'exécution d'actions spécifiques pendant une période définie, comme la connexion ou la déconnexion d'un circuit.
- Réglage de l'heure : les utilisateurs peuvent définir le délai selon leurs besoins, généralement en secondes, minutes ou heures.
- Contrôle d'action : Les relais temporisés peuvent contrôler diverses actions d'équipements électriques, telles que la commutation, la connexion ou la déconnexion de circuits, le démarrage ou l'arrêt de moteurs, etc.
Types:
- Relais de temporisation ON : démarre le chronométrage après la déconnexion du signal de déclenchement, en exécutant les actions après le délai de temporisation défini.
- Relais de temporisation OFF : démarre le chronométrage après la connexion du signal de déclenchement, exécutant les actions après le temps de temporisation défini.
- Relais de réinitialisation : démarre le chronométrage après la disparition du signal de déclenchement, en exécutant les actions après le délai de temporisation défini.
Principe de fonctionnement:
- Les relais temporisés se composent généralement d'une minuterie, d'un relais et d'un circuit de commande.
- Lorsque le signal d'entrée se déclenche, le minuteur commence à compter.
- Une fois le temps de retard défini atteint, le circuit de commande active le relais pour effectuer l'action correspondante.
- Une fois l’action terminée, le relais revient à son état initial, en attendant le prochain signal de déclenchement.
Applications :
- Contrôle de démarrage : utilisé pour retarder le démarrage des moteurs ou d'autres équipements afin d'éviter les dommages causés par les fluctuations de la tension du réseau.
- Contrôle de protection : retarde la déconnexion du circuit lorsque des défauts du système se produisent, permettant au système de récupérer ou de subir les réparations nécessaires.
- Contrôle de sécurité : Utilisé pour activer des dispositifs de sécurité ou des systèmes d'alarme, permettant au personnel d'évacuer les zones dangereuses.
Avantages :
- Fournit un contrôle de temporisation flexible adapté à divers scénarios d'application.
- Augmente la fiabilité et la sécurité des systèmes électriques.
- Peut réduire l’impact sur l’équipement, prolongeant ainsi sa durée de vie.
Les relais temporisés sont largement utilisés dans les domaines du contrôle industriel et de l'automatisation, offrant un contrôle précis du temps et des fonctionnalités et une protection essentielles pour divers systèmes électriques.
Relais thermique :
Contrôle les circuits par réponse thermique.
A relais thermique est un dispositif électrique qui contrôle les circuits par réaction thermique. Il utilise la chaleur générée par le courant traversant le relais pour contrôler son fonctionnement.
Principe de fonctionnement:
- Les relais thermiques comprennent généralement un composant thermosensible tel qu'une résistance thermique ou une diode thermique.
- Lorsque le courant traverse le relais, le composant thermosensible chauffe, provoquant une augmentation de la température.
- Lorsque la température du composant thermosensible atteint un certain seuil, elle déclenche la libération de chaleur à l'intérieur du relais, entraînant le fonctionnement du relais.
- Le fonctionnement du relais peut consister à connecter le circuit, à le déconnecter ou à effectuer d'autres actions de contrôle, en fonction de la conception et du scénario d'application du relais thermique.
Caractéristiques :
- Protection contre les surcharges : les relais thermiques sont couramment utilisés pour la protection contre les surcharges. Lorsque le courant dépasse la valeur nominale, la libération de chaleur à l'intérieur du relais déclenche son fonctionnement, déconnectant le circuit pour protéger l'équipement et les circuits.
- Contrôle de la température : les relais thermiques peuvent également être utilisés pour le contrôle de la température. Lorsque la température ambiante dépasse un seuil défini, le relais effectue les actions de contrôle correspondantes telles que le démarrage ou l'arrêt des ventilateurs ou des radiateurs pour maintenir l'équipement dans une plage de température sûre.
- Protection thermique : Dans certains cas, les relais thermiques peuvent également être utilisés pour prévenir les risques de sécurité causés par la surchauffe de l'équipement, comme la protection contre la surchauffe du moteur.
Applications :
- Protection du moteur : Utilisé pour la protection des moteurs contre les surcharges afin d'éviter les dommages dus à une surcharge.
- Systèmes de climatisation : Utilisé pour la protection du compresseur dans les systèmes de climatisation afin d'éviter d'endommager le compresseur en raison d'une surcharge ou d'une surchauffe.
- Équipement de chauffage : utilisé pour le contrôle de la température des équipements de chauffage afin de garantir un fonctionnement sûr dans une plage de température spécifiée.
- Systèmes d'éclairage : Utilisé pour la protection contre les surcharges des lampes afin d'éviter d'endommager les lampes en raison d'une surcharge.
Avantages :
- Simple et fiable : Le principe de fonctionnement des relais thermiques est simple et fiable, insensible aux conditions environnementales externes.
- Réponse rapide : Grâce au contrôle par réponse thermique, les relais thermiques ont généralement une vitesse de réponse rapide.
- Polyvalence : Les relais thermiques peuvent être appliqués à divers circuits et appareils, avec une large gamme d'applications.
En conclusion, les relais thermiques contrôlent les circuits par réponse thermique, offrant des fonctions telles que la protection contre les surcharges et le contrôle de la température. Ils sont des dispositifs de protection couramment utilisés et efficaces pour divers équipements et systèmes électriques.
Classement par Structure :
Relais mécanique :
Exploite les contacts mécaniques grâce à la force électromagnétique pour réaliser une commutation de circuit.
A relais mécanique est un dispositif électrique qui contrôle la marche/arrêt du circuit en utilisant la force électromagnétique pour déplacer les contacts mécaniques. Il utilise le champ magnétique généré par le courant traversant la bobine du relais pour attirer ou libérer les composants mécaniques, contrôlant ainsi l'état ouvert et fermé des contacts.
Structure:
Un relais mécanique se compose généralement de composants tels qu'une bobine, un noyau en fer, des contacts et des ressorts.
- Bobine : génère un champ électromagnétique lorsqu'elle est sous tension, produisant une force suffisante pour déplacer le noyau de fer et les contacts.
- Noyau de fer : Se déplace sous l'influence de la force électromagnétique, modifiant ainsi l'état des contacts.
- Contacts : Connectés au noyau de fer, ils établissent ou coupent le circuit lorsqu'un mouvement mécanique se produit.
Principe de fonctionnement:
- Lorsque le courant traverse la bobine du relais, il génère un champ magnétique, provoquant l'attraction du noyau de fer.
- Le mouvement du noyau de fer active les composants mécaniques, entraînant la fermeture ou l'ouverture des contacts.
- Le changement d'état des contacts commande la marche/arrêt du circuit, réalisant ainsi la fonction correspondante.
Types:
- Relais unipolaire unidirectionnel (SPST) : possède un seul jeu de contacts, capable de contrôler la marche/arrêt d'un circuit.
- Unipolaire Bidirectionnel (SPDT) Relais : possède un seul jeu de contacts mais peut contrôler deux circuits différents, permettant la commutation marche-arrêt.
- Bipolaire Double Jet (DPDT) Relais : Dispose de deux jeux de contacts, capables de contrôler deux circuits différents pour un contrôle marche-arrêt plus complexe.
Applications :
- Systèmes de contrôle automatique : utilisés pour le contrôle logique et la transmission de signaux dans les systèmes d'automatisation.
- Systèmes électriques : utilisés pour la protection, le contrôle et la régulation des systèmes électriques.
- Équipement industriel : utilisé pour le contrôle électrique et les opérations de commutation dans divers équipements industriels.
- Appareils électroménagers : Utilisés pour les fonctions de contrôle des appareils électroménagers tels que les climatiseurs et les machines à laver.
Avantages :
- Haute fiabilité : les relais mécaniques ont une grande fiabilité, adaptés à divers environnements et conditions de travail.
- Rentabilité : les relais mécaniques ont généralement des coûts inférieurs à ceux des autres types de relais.
- Polyvalence : les relais mécaniques sont applicables à divers circuits et scénarios d'application, affichant une grande polyvalence.
En résumé, les relais mécaniques contrôlent la marche/arrêt du circuit en entraînant le mouvement des composants mécaniques par la force électromagnétique, contrôlant ainsi l'ouverture et la fermeture des contacts. Ils trouvent de nombreuses applications dans les systèmes d'automatisation, les systèmes électriques, les équipements industriels et les appareils électroménagers.
Relais statique :
Utilise des dispositifs semi-conducteurs (tels que des thyristors, des MOSFET, etc.) pour le contrôle, sans pièces mécaniques mobiles, avec une réponse rapide et une longue durée de vie.
Un relais statique (SSR) est un dispositif électrique qui utilise des composants semi-conducteurs tels que des thyristors ou des transistors à effet de champ pour le contrôle. Il ne comporte pas de pièces mécaniques mobiles et permet de contrôler la marche/arrêt du circuit par conduction ou blocage de dispositifs semi-conducteurs.
Principe de fonctionnement:
Le composant principal d'un relais statique est généralement un dispositif semi-conducteur, généralement un thyristor ou un transistor à effet de champ.
Lorsqu'un signal de commande est appliqué à la borne de commande du SSR, le dispositif semi-conducteur est activé, provoquant un changement dans l'état marche-arrêt du circuit.
Lorsque le signal d'activation est appliqué à la borne de commande, le dispositif semi-conducteur conduit, fermant le circuit ; lorsque le signal d'activation s'arrête, le dispositif semi-conducteur se bloque, ouvrant le circuit.
Avantages :
- Réponse rapide : les relais statiques, dépourvus de pièces mécaniques mobiles, présentent des temps de réponse très rapides, réalisant généralement des actions en quelques microsecondes ou millisecondes.
- Longue durée de vie : En raison de l'absence de mouvement mécanique, les relais statiques ont généralement une durée de vie plus longue que les relais mécaniques, capables d'effectuer davantage d'opérations de commutation.
- Aucun bruit : Comme il n'y a pas de mouvements mécaniques, les relais statiques fonctionnent sans générer de bruit, ce qui les rend adaptés aux applications sensibles au bruit.
- Aucune usure des contacts : les relais statiques n'ont pas de contacts, évitant ainsi les mauvaises connexions ou les pannes liées à l'usure des contacts, ce qui se traduit par une meilleure stabilité et fiabilité.
Applications :
- Systèmes d'automatisation : utilisés dans l'automatisation des usines, le contrôle des machines, etc., pour obtenir un contrôle rapide et précis des équipements.
- Systèmes d'alimentation : Utilisé dans les systèmes d'alimentation pour la protection, la régulation et le contrôle, par exemple pour la commutation de circuits ou le contrôle de moteurs.
- Équipement médical : En raison de leur silence et de leur longue durée de vie, les relais statiques conviennent aux applications d'équipements médicaux nécessitant un faible bruit et une grande stabilité.
- Appareils électroménagers : utilisés dans les fonctions de contrôle des appareils électroménagers tels que les fours, les fours à micro-ondes, les chauffe-eau, etc.
Types:
- Relais statique à canal unique : ne possède qu'un seul canal de contrôle, adapté au contrôle d'un seul circuit.
- Relais statique multicanal : équipé de plusieurs canaux de contrôle, capable de contrôler simultanément plusieurs circuits ou appareils.
En conclusion, les relais statiques permettent un contrôle rapide et fiable des circuits grâce à des dispositifs semi-conducteurs, offrant des avantages tels qu'une réponse rapide, une longue durée de vie et un silence absolu. Ils trouvent des applications dans divers domaines tels que les systèmes d'automatisation, les systèmes d'alimentation et les appareils électroménagers.
Conclusion
En résumé, la classification des relais industriels permet de comprendre en détail leurs types et leurs fonctions. Les relais de contrôle, de protection, de temporisation, thermiques et mécaniques jouent un rôle crucial dans la réalisation d'un contrôle précis des circuits, la protection des équipements, la fourniture d'une fonction de temporisation et la garantie d'un fonctionnement fiable dans divers systèmes électriques.
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