Le principe de fonctionnement et les types de relais électriques

Un dispositif spécial est utilisé pour les réseaux électriques domestiques et industriels, le contrôle et l'éclairage ICE. Un relais est un disjoncteur de type électromagnétique ou électrique déclenché par une impulsion mécanique, électronique ou électrique. Comprendre les principes de fonctionnement et les caractéristiques de conception de l'appareil vous aidera à résoudre de manière indépendante un certain nombre de problèmes d'ingénierie électrique.

Histoire de la création

Certaines sources rapportent que le scientifique russe P. Schilling (1830-1832) a installé le relais comme élément de sonnerie dans le télégraphe. Il existe une autre opinion, attribuant la paternité du régulateur à J. Henry. Un physicien américain a créé un appareil de type contact avec un principe de fonctionnement électromagnétique en 1835.

Si l'on considère le sens du mot, "relais" du français se traduit par le transfert du témoin à la compétition ou le remplacement des chevaux de poste. Pour la première fois, le régulateur en tant qu'élément indépendant a été mentionné par S. Morse, qui a créé le télégraphe.

La théorie des dispositifs de type relais a commencé à se développer en 1925-1930, mais après en 1936-1938. V. Shestakov, A. Nakashima et K. Shannon ont utilisé la logique mathématique pour résoudre le problème du relais, et la base théorique a été lancée.

Lors de colloques internationaux, les problèmes de la valeur théorique d'un interrupteur à relais, automates de type fini, ont été soulevés à plusieurs reprises. La première consultation a eu lieu en 1957 aux États-Unis, la seconde en URSS (1962).

Spécificité des éléments relais

Un élément de relais est compris comme un ensemble de nœuds et de connexions, qui change sous la forme de sauts lorsqu'il influence l'entrée. Pour cette raison, les critères d'influence sur la sortie et l'entrée sont utilisés pour caractériser les éléments :

• Déclenchement - à l'entrée, l'effet est minime, il augmente lentement, ce qui entraîne un changement d'état de l'élément et un effet simultané sur la sortie.
• Lâcher prise - diminuer l'action d'entrée minimale afin que l'élément revienne à son état d'origine.
• Le retour est un paramètre qui détermine l'influence maximale de l'action dans le cas d'une augmentation, à laquelle le nœud relais revient à son état d'origine.
• Vitesse - dépend du rapport entre le temps de réponse et le temps de retour ou de relâchement.

Un relais électrique est un élément dont le type d'action dépend du passage du courant ou de la conductivité.

Comment fonctionne le commutateur

Le relais est un dispositif de commutation qui connecte ou déconnecte un circuit en cas de fluctuations des paramètres de courant. Le dispositif est activé lorsque la limite de la valeur de condition (tension ou courant) est atteinte, en fermant ou en ouvrant la ligne.

Pour comprendre le principe de fonctionnement du relais, il est nécessaire de clarifier ses ensembles constitutifs. La conception de l'appareil comprend une inductance, une armature et des canaux de commutation. Lorsqu'il est connecté à un circuit dans des inducteurs avec un fil magnétisé, une CEM d'auto-induction se produit, c'est-à-dire la phase est en retard sur la tension. En cours de fourniture de courant à la bobine, l'élément attire une armature avec des contacts, ce qui ferme le circuit.

L'appareil dispose de deux types de circuits :

• contrôlé - fermé par une ancre au moment du déclenchement;
• contrôle - à travers elle, le courant circule vers la bobine.

Le contrôle des grands courants dans le circuit de commande est effectué au moyen d'une connexion de commande à faible courant.

L'appareil à relais de type électromagnétique fonctionne selon le principe de l'hystérésis - activation quelque temps après l'arrivée de l'impulsion de courant. Le courant dans la bobine augmente en boucle, atteignant la valeur requise. En raison de l'hystérésis, les dispositifs de relais ne sont pas utilisés pour les équipements à réponse rapide.

Les contacts de commande et contrôlés, les paramètres de tension et de courant admissibles sont indiqués sur le boîtier.

Options de sensibilité

Sensibilité - le principe de fonctionnement du relais, dans lequel l'appareil réagit même aux écarts mineurs des indicateurs et revient rapidement en mode standard.

Les modèles très sensibles perçoivent des valeurs inférieures à 10 mW, normales - de 1 à 5 W, faible sensibilité - de 10 à 20 W.

Variétés de relais

Pour résoudre les problèmes pratiques, on utilise des types de relais qui diffèrent par leurs caractéristiques d'action, d'allumage et de présence de protection.

Par le principe du travail

Ces types de relais incluent :

• Electromagnétique - modèles de type électromécanique, fonctionnant à partir du champ magnétique du courant d'enroulement agissant sur l'armature. Un commutateur électromagnétique peut être neutre avec une réponse aux paramètres de courant et polarisé avec une réponse à l'amplitude et à la polarité du courant.
• Électronique - fonctionnera sous de lourdes charges. La conception est représentée par des éléments semi-conducteurs pour fournir et couper la tension.
• Les interrupteurs Reed sont réalisés sous la forme d'un cylindre avec une bobine à vide ou une bobine remplie d'un gaz inerte. L'interrupteur Reed est situé au centre de l'aimant ou est exposé à un champ. Ce type est activé lorsque le courant est appliqué à l'enroulement. Après la formation d'un flux magnétique et l'aimantation des ressorts, les contacts se ferment.
• Électrothermique - fonctionne sur la base de la différence de coefficient de dilatation lors du chauffage de plaques bimétalliques. Le type d'affectation des relais est déterminé par le nombre de phases du réseau.

Les modèles électrothermiques conviennent à la production ou comme moteur électrique.

Par le type d'inclusion de l'élément percevant

Il y a des modifs :

• Primaire - connecté au circuit de l'élément. Ils peuvent être utilisés sans transformateurs de mesure, câbles, sources de courants rapides.
• Secondaire - connecté au moyen de transformateurs avec une réponse aux fluctuations de courant et de tension.
• Intermédiaire - placé en tant qu'appareil auxiliaire, amplifie ou transforme les signaux des modèles secondaires.

Le type d'élément sensible dépend du dispositif de relais. Il peut s'agir d'un système électro-aimant, magnétoélectrique, à induction, électrodynamique.

En guise d'exposition

Selon la façon dont l'actionneur agit sur l'indicateur commandé, il existe des dispositifs :

• action directe - l'actionneur agit directement sur le circuit de commande ;
• action indirecte - des dispositifs auxiliaires sont utilisés pour influencer la chaîne.

Un système de contact actif est utilisé comme élément d'actionnement pour les dispositifs électromécaniques.

Dispositifs de protection

L'automatisation est déclenchée par des fluctuations de résistance, de puissance et de tension. Il existe de tels types de relais:

• protection de courant maximum - la protection contre les surintensités est déclenchée lorsque le courant atteint la limite définie ;
• protection directionnelle - en plus du courant, la puissance est surveillée;
• protection différentielle - les appareils réagissent lorsque la tension de l'équipement change brusquement ou aux défauts du réseau lui-même;
• appareils distants - la protection est effectuée à fréquence standard et haute lorsqu'une diminution de la résistance ou des courts-circuits sont détectés;
• dispositifs à phase différentielle - DFZ contrôle les phases des deux extrémités de la ligne d'alimentation.

Dans des conditions domestiques, l'utilisation d'appareils MTZ de type électromagnétique est autorisée.

Désignation sur les schémas

Le classificateur international vous permet de réparer ou de concevoir des équipements. Le schéma se distingue par des marqueurs alphanumériques :

• un rectangle avec des lignes horizontales sur les côtés, marqué des lettres A et A1 - enroulement de solénoïde avec fils d'alimentation; parfois indiqué par la lettre K ;
• contacts de commutation - contacts stabilisateurs;
• un rectangle avec un point gras sur une broche ou la lettre P à l'intérieur de la figure est une modification polarisée ;
• un rectangle avec deux lignes obliques - la présence de deux enroulements.

Les schémas de désignation du relais domestique indiquent également le type de contacts, les caractéristiques d'ouverture et la présence d'un retour automatique.

Domaines d'utilisation

Le dispositif de contact est utilisé dans le but de :

• contrôle des systèmes électriques - vous pouvez fournir un stabilisateur pour DC, AC ou protection;
• empêcher l'influence des surtensions sur les nœuds des appareils ménagers - le commutateur crée un type de connexion stable;
• fonctionnement ininterrompu des équipements industriels et de production;
• automatisation des appareils électriques utilisés dans la vie quotidienne;
• amplification des signaux de commande sur les diagrammes.

L'appareillage est réglé par le fabricant de manière à pouvoir être déclenché dans certaines situations.

Exigences de stabilisateur

Quel que soit le mode d'exposition, l'allumage et la présence d'une protection, lors du choix, vous devez prendre en compte les caractéristiques techniques :

• temps de réponse - la période allant de la réception du signal de commande à l'entrée jusqu'au moment d'influence sur les paramètres du réseau;
• puissance de commutation - la limite de puissance admissible pour l'équipement ou le réseau;
• puissance de déclenchement - l'indicateur minimum auquel l'appareil commencera à fonctionner;
• Le point de consigne est un paramètre variable indiquant l'amplitude du courant de fonctionnement.

Les modèles des fabricants modernes ont un type de conception simple ou sont équipés de microprocesseurs, de systèmes de contrôle, de capteurs.

En respectant les exigences de sélection et en connaissant le domaine d'application du relais, il est facile d'assurer un fonctionnement ininterrompu du réseau électrique dans des conditions de tension et de fluctuations de puissance.