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Quels sont les différents types de relais électriques et leurs fonctions ?
Les systèmes électriques industriels reposent sur la commutation contrôlée pour gérer l'alimentation, les signaux et les fonctions de sécurité des équipements et des procédés. Malgré l'évolution constante des technologies de contrôle, les relais restent indispensables en raison de leur comportement prévisible, de leur isolation électrique et de la facilité de diagnostic des pannes.
La connaissance des types de relais électriques applicables en milieu industriel aidera les ingénieurs à choisir des composants adaptés aux conditions de fonctionnement réelles, au lieu de se fier à leurs habitudes ou à des conceptions antérieures.
Ce guide décrit les différents types de relais électriques, leur fonctionnement et la procédure de sélection du relais adapté aux systèmes d'automatisation, de sécurité ou d'alimentation électrique. Poursuivez votre lecture pour en savoir plus.
Aperçu des catégories de relais électriques
Les relais électriques peuvent être classés de deux manières pratiques : selon leur principe de fonctionnement et selon leur application. Du point de vue du fonctionnement, on distingue deux types de relais : électromécaniques, utilisant des contacts physiques, et électroniques, commutant par l’intermédiaire de dispositifs à semi-conducteurs.
Du point de vue des applications, les relais peuvent servir de composants d'interface pour la logique de commande, d'éléments de temporisation pour le séquencement, de dispositifs de sécurité pour les circuits de protection ou d'interrupteurs de puissance pour les charges à haute énergie.
De telles erreurs peuvent être des erreurs de sélection lorsque ces catégories ne sont pas clairement définies. Le choix approprié du relais exige de prendre en compte son usage, la charge électrique, le signal de commande et l'environnement d'utilisation, plutôt que de supposer qu'un seul type de relais convient à toutes les applications.
Principaux types de relais électriques et leurs fonctions
Les différentes variantes de relais sont conçues pour répondre à un besoin spécifique au sein d'un système électrique ; il est donc conseillé d'identifier ces variantes afin de sélectionner la solution la plus adaptée aux applications industrielles.
1. Relais électromagnétiques :
Un relais électromagnétique fonctionne en bobinant une armature grâce à l'alimentation électrique d'une bobine, qui génère un champ magnétique permettant l'ouverture ou la fermeture de contacts. Ce dispositif est utilisé depuis des décennies grâce à sa capacité à offrir une isolation électrique et une prévisibilité remarquables.
Les interfaces et circuits d'interverrouillage des automates programmables, ainsi que la logique de commande générale, sont souvent actionnés par des relais électromagnétiques. Simples à diagnostiquer et à tester, ils sont particulièrement utiles lorsque la facilité d'accès pour la maintenance et la rapidité de dépannage sont essentielles.
2. Relais statiques :
Un relais statique est une version électronique du relais et fonctionne de la même manière, à la différence que ses contacts restent immobiles. Il utilise des semi-conducteurs pour commuter les charges très rapidement et sans bruit.
Les relais statiques peuvent être utilisés dans des applications à cycles élevés, comme la commande de chauffage ou la commutation rapide. La dissipation thermique, le courant de fuite et la sensibilité aux transitoires de tension sont leurs principaux points faibles.
3. Relais temporisés :
Les relais temporisés ajoutent des délais contrôlés à un circuit, que ce soit lors de sa mise sous tension ou hors tension. Ces relais servent à ordonner les opérations, à minimiser le courant d'appel et à planifier divers processus. On peut citer comme exemples courants le démarrage échelonné des moteurs, l'arrêt différé des ventilateurs et la programmation des démarrages des équipements automatisés.
4. Relais de sécurité :
Les relais de sécurité sont utilisés dans les circuits où la sécurité du personnel et des machines est primordiale. Ils contrôlent les arrêts d'urgence, les portes de sécurité et les dispositifs de protection, et assurent l'intégrité du circuit par redondance et autocontrôle.
Alors qu'un relais à usage général peut rester opérationnel après la détection d'un défaut, les relais de sécurité ont l'avantage de laisser le relais dans un état sûr en cas de défauts tels que des contacts soudés ou des fils cassés.
5. Relais de puissance :
Les relais de puissance sont conçus pour supporter des courants et des tensions plus élevés que les relais d'interface. Ils sont largement utilisés dans les armoires électriques pour commander alternativement des moteurs, des pompes, des résistances chauffantes et d'autres charges de puissance modérée. Lors de leur utilisation, il est essentiel de dimensionner correctement les relais de puissance, de les protéger contre les arcs électriques et de réaliser un câblage adapté afin de garantir leur bon fonctionnement et leur longévité.
Comparaison des types de relais électriques
Pour clarifier en quoi ces types de relais diffèrent en pratique, le tableau comparatif ci-dessous résume les applications typiques ainsi que les principaux avantages et limitations.
Type de relais | Applications typiques | Avantages | Limites |
Électromagnétique | Interfaces PLC, verrouillage | Isolation robuste et claire, tests faciles | Usure des contacts, commutation plus lente |
à semi-conducteurs | Chauffages, contrôle à cycle élevé | Rapide, silencieux, sans usure mécanique | Génération de chaleur, courant de fuite |
Délai | Séquençage, démarrages décalés | Contrôle de temporisation intégré | Plage de temporisation limitée |
Sécurité | Arrêts d'urgence, protections, rideaux lumineux | Redondance, surveillance des pannes | Coût plus élevé, règles de câblage strictes |
Pouvoir | Moteurs, pompes, charges d'armoires | Capacité de commutation plus élevée | Nécessite une protection contre les arcs électriques |
Cet aperçu met en évidence comment les types et les fonctions des relais électriques varient en fonction des besoins de l'application plutôt que de la technologie seule.
Comment choisir le type de relais adapté aux applications industrielles
Compte tenu du nombre de types de relais disponibles, il est nécessaire de prendre en compte les charges électriques, les signaux de commande et les conditions de fonctionnement pour sélectionner le type de relais approprié et de ne pas se fier à une seule spécification.
Exigences de charge et capacité de commutation :
Le choix d'un relais doit toujours commencer par l'étude de la charge. Les ingénieurs doivent déterminer si la charge est résistive, inductive ou capacitive et prendre en compte le courant d'appel et la fréquence de commutation. Le surdimensionnement des contacts améliore la fiabilité et réduit l'usure en service.
Tension de commande et type de signal :
La compatibilité de la tension de commande est tout aussi importante. L'adaptation de la tension de la bobine aux sorties de l'automate programmable ou du contrôleur évite les instabilités de fonctionnement et simplifie le câblage. Les relais d'interface sont souvent utilisés pour protéger les sorties de l'automate programmable et distribuer efficacement les signaux de commande, facilitant ainsi le choix des relais pour les applications industrielles.
Considérations environnementales et de sécurité :
Les conditions de travail en milieu industriel exposent les utilisateurs à des vibrations, à la poussière, aux variations de température et aux perturbations électriques. Les relais doivent être conçus pour résister à ces contraintes sans que leurs performances ne soient altérées. Des solutions de relais de sécurité doivent être utilisées pour répondre aux exigences des fonctions de sécurité.
Avantages de l'utilisation de différents types de relais dans des scénarios spécifiques
Différents types de relais industriels excellent dans différentes conditions de fonctionnement :
- Les systèmes d'automatisation bénéficient de relais électromagnétiques pour une meilleure clarté et une isolation optimale.
- Les processus à cycles élevés privilégient les relais statiques pour réduire l'usure mécanique
- Les opérations séquentielles s'appuient sur des relais temporisés pour un démarrage et un arrêt contrôlés.
- Les machines critiques pour la sécurité nécessitent des relais de sécurité pour une commande tolérante aux pannes
- La distribution d'énergie utilise des relais de puissance pour commuter de manière fiable des charges modérées.
Fabricants de relais électriques comme RY-ELE Ils structurent leurs gammes de relais pour prendre en charge ces différents scénarios, permettant ainsi aux ingénieurs d'adapter le type de relais aux exigences de l'application plutôt que de compromettre les performances.
Conclusion:
Un choix inapproprié du type de relais entraîne un manque de fiabilité, de sécurité et de facilité de maintenance dans les systèmes industriels. Grâce à la connaissance des différences fonctionnelles entre les catégories de relais et à la prise en compte des conditions réelles d'exploitation, les ingénieurs sont en mesure de prendre des décisions éclairées qui minimisent les pannes et les temps d'arrêt.
Du point de vue de la correspondance des applications, RY-ELE Nous proposons une vaste gamme de relais pour répondre aux exigences de commande, de temporisation, de sécurité et de commutation de puissance dans les applications industrielles. Notre approche permet aux concepteurs de systèmes d'aligner le choix des relais sur les besoins concrets du terrain plutôt que sur des spécifications génériques.
Pour consulter les catégories de relais disponibles et comprendre comment les différents types de relais sont utilisés dans les systèmes industriels, explorez la section dédiée aux relais. sur le site web RY-ELE. Contactez-nous Contactez-nous pour obtenir une assistance technique dans le choix du type de relais adapté à votre projet.
