Qu'est-ce qu'un relais de commande et comment fonctionne-t-il ?

A Le relais de commande est un élément essentiel des systèmes électriques, des panneaux d'automatisation et des machines industrielles. Malgré sa petite taille, il peut réguler, protéger et commander des charges électriques importantes à l'aide de signaux simples et de faible puissance. De nombreuses applications modernes reposent sur les relais pour garantir la sécurité et la fiabilité des systèmes.

Dans cet article, vous découvrirez précisément ce qu'est un relais de commande, comment il fonctionne, les différents types disponibles et pourquoi ces dispositifs restent indispensables dans les environnements électriques et d'automatisation actuels. Poursuivez votre lecture pour en savoir plus.

Qu'est-ce qu'un relais de commande ?

Un relais de commande est un dispositif de commutation à commande électrique utilisé pour commander un circuit. Il permet à un signal de faible puissance de commander une charge de puissance supérieure en ouvrant ou en fermant des contacts internes. Il s'avère extrêmement utile lorsqu'il est impossible de mettre directement un appareil en marche en raison de l'insuffisance du signal de commande. Le relais sert alors de pont entre le circuit de puissance et le circuit de commande.

La bobine du relais est alimentée et, lorsqu'elle reçoit du courant, ses contacts internes se modifient, fermant ou interrompant ainsi le circuit de charge. Cette capacité à isoler et à contrôler différents niveaux de tension explique en grande partie la présence des relais de commande dans les armoires électriques, les machines, les véhicules, les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC) et de nombreuses installations industrielles.

Comment fonctionne un relais de commande ?

Un relais de commande fonctionne grâce à une simple réaction électromagnétique qui déplace des pièces métalliques internes. Bien que son fonctionnement soit simple, il est extrêmement efficace et fiable pour la commutation de circuits.

Le principe électromagnétique :

Le principe de fonctionnement repose sur le passage d'un courant électrique dans la bobine du relais. Lorsque celle-ci est alimentée, elle génère un champ magnétique suffisamment puissant pour attirer un élément métallique mobile appelé armature. L'attraction magnétique exercée sur l'armature modifie l'état du relais , en fermant ou en ouvrant ses contacts.

Lors d'une coupure de courant dans la bobine, le champ magnétique disparaît et un ressort ramène l'armature à sa position initiale. Ce mouvement rapide et fiable permet au relais de commander les circuits en toute sécurité et de répéter l'opération des milliers de fois. Ce principe est fondamental pour le fonctionnement des relais dans la quasi-totalité des outils électromécaniques.

Composants clés (bobine, contacts, armature)

Un relais est composé de trois parties principales :

• Bobine : Composant produisant le champ magnétique. La tension de la bobine du relais varie selon le modèle et l’application.
• Induit : Le levier ou la plaque métallique qui se déplace lorsque la bobine est alimentée.
• Contacts : Les points qui s'ouvrent ou se ferment pour compléter ou interrompre le circuit du relais de commande .

Ces petits composants permettent aux relais d'assurer l'isolation électrique entre un circuit de commande et un circuit de charge et de protéger les composants électroniques plus sensibles, tout en pouvant alimenter des charges électriques plus puissantes.

Types de relais de commande

Il existe plusieurs types de relais, chacun étant conçu pour répondre à un besoin particulier, et le choix du type approprié garantit à la fois fiabilité et durabilité.

Électromécanique vs semi-conducteurs :

Un relais électromécanique utilise des composants mobiles. Lorsque la bobine est alimentée, l'armature commute et les contacts s'ouvrent. Ces relais sont efficaces, économiques, simples à comprendre et à dépanner. Grâce à leur conception simple, ils restent très répandus dans les armoires électriques industrielles.

Les relais statiques, quant à eux, utilisent des composants semi-conducteurs au lieu de pièces mobiles. Ils commutent plus rapidement et fonctionnent silencieusement grâce à l'absence de mécanisme. Leur durée de vie est également supérieure du fait de l'absence d'usure physique. Les modèles statiques sont particulièrement adaptés aux applications exigeant une commutation rapide ou un fonctionnement silencieux. Cependant, la plupart des applications industrielles privilégient les relais électromécaniques, plus faciles à inspecter et à remplacer par un technicien.

Vous hésitez encore entre contacteurs et semi-conducteurs ? Consultez notre comparatif détaillé des relais statiques et électromagnétiques pour déterminer celui qui convient le mieux à votre équipement.

Tensions nominales (12 V, 24 V, 120 V, 240 V) :

Les relais de commande sont disponibles avec différentes tensions de bobine pour s'adapter à divers systèmes. Les tensions les plus courantes sont de 12 V et 24 V pour les petits circuits de commande et de 120 V ou 240 V pour les applications industrielles de grande envergure.

La tension appropriée est utilisée afin d'éviter la surchauffe et la panne du relais. La tension côté charge peut être différente de celle côté bobine ; cette isolation des niveaux de tension est l'un des facteurs qui font des relais une excellente solution d'isolation électrique et de sécurité.

Applications courantes

Les relais de commande sont utilisés dans de nombreux secteurs industriels car ils offrent une commutation fiable et une isolation électrique robuste. Voici quelques applications courantes :

• Production de machines et de lignes de production.
• Convoyeurs et équipements de manutention.
• Stations de pompage et systèmes de traitement de l'eau.
• Systèmes de climatisation, compresseurs, chauffage et refroidissement.
• Automatisation des bâtiments, des systèmes de sécurité incendie et des alarmes de sécurité.
• Systèmes de relais industriels pour moteurs, solénoïdes, ventilateurs, chauffage et éclairage.
• Circuits automobiles, systèmes de camions et moteurs automobiles.
• Contrôleurs domotiques et appareils électroménagers.
• Panneaux de distribution d'énergie et de sécurité électrique.

Les relais de commande sont indispensables lorsqu'une régulation basse tension d'une charge haute tension est requise en toute sécurité. Très fiables et polyvalents, ils bénéficient d'une longue durée de vie et figurent ainsi parmi les composants électriques les plus courants des installations modernes.

Relais de commande vs contacteur : principales différences

Il est important de comprendre la différence entre le choix d'un relais et celui d'un contacteur, car bien qu'ils reposent tous deux sur le même principe de fonctionnement électromagnétique, leur utilisation diffère.

Fonction:

• Un relais de commande gère la commutation à basse puissance et les petits signaux de commande.
• Un contacteur est conçu pour les charges de forte puissance telles que les gros moteurs, les compresseurs et les appareils de chauffage industriels.

Taille et conception :

• Les relais sont plus petits, plus légers et plus compacts.
• Les contacteurs sont plus grands et conçus pour résister à une utilisation intensive.

Capacité de charge :

• Les relais gèrent les charges faibles en courant alternatif ou continu.
• Les contacteurs gèrent les applications à courant et tension élevés.

Caractéristiques:

• Les relais comprennent généralement de simples contacts de commutation.
• Les contacteurs intègrent des dispositifs de suppression d'arc et sont souvent équipés de contacts auxiliaires pour le retour d'information et le contrôle.

Type d'application :

• Les relais sont utilisés dans les circuits de commande.
• Les contacteurs sont utilisés dans les circuits électriques.

En bref:

• Choisissez un relais pour les tâches de commutation de niveau de contrôle et de signalisation.
• Choisissez un contacteur pour la modification de charges électriques importantes nécessitant un fonctionnement robuste et un contrôle de l'arc électrique.

Comment câbler un relais de commande

Le câblage d'un relais de commande devient simple une fois que l'on comprend le rôle des bornes. Les relais comportent généralement des bornes pour la bobine et des bornes de contact.

Étapes de câblage de base :

• Raccordez les fils du signal de commande aux bornes de la bobine en fonction de la tension de cette dernière.
• Déterminez les points de contact commun (COM), normalement ouvert (NO) et normalement fermé (NC).
• Connectez la ligne entrante à COM.
• Connectez l'appareil contrôlé à NO si vous souhaitez qu'il s'allume lorsque le relais est activé.
• Utilisez NC si vous souhaitez que l'appareil s'éteigne lorsque le relais est activé.
• Avant de mettre l'appareil sous tension, vérifiez tout le câblage pour vous assurer qu'il est correctement effectué.

Ce montage simple convient à la plupart des applications de relais et peut vous aider à comprendre comment les relais sont utilisés pour commander différentes charges.

Guide de dépannage

Bien que les relais soient généralement fiables, il peut arriver que vous rencontriez des problèmes. Voici les problèmes courants et leurs solutions :

• Contacts non commutés : vérifiez la tension de la bobine. Une tension incorrecte est une cause fréquente.
• Contacts non commutables : les contacts peuvent être bloqués, brûlés ou usés. Vérifiez-les et remplacez-les si nécessaire.
• Surchauffe : assurez-vous que le relais est adapté à la charge.
• Bruit de cliquetis/bruit : peut indiquer une tension faible sur la bobine ou un ressort faible dans l'armature.
• Fonctionnement intermittent : Un câblage desserré, des vibrations ou de la saleté peuvent interrompre le fonctionnement continu.

Des contrôles périodiques et un service d'installation prolongent la durée de vie d'un relais et assurent le bon fonctionnement des systèmes.

FAQ

À quoi sert un relais de commande ?

Un relais de commande permet à un signal de faible puissance de commuter en toute sécurité un circuit de puissance supérieure.

Un relais peut-il commuter des charges CA et CC ?

Oui. La plupart des relais peuvent commuter les deux types selon leur conception.

Quelle est la durée de vie d'un relais ?

Un relais électromécanique peut durer des milliers, voire des millions de cycles.

Un relais est-il la même chose qu'un interrupteur ?

Non. Un relais commute électroniquement à l'aide d'une bobine, tandis que les interrupteurs manuels nécessitent une action physique.

Que se passe-t-il si la tension de la bobine est incorrecte ?

Une tension incorrecte peut provoquer une panne, une surchauffe ou des dommages permanents à la bobine.

Les relais sont-ils encore utilisés dans l'automatisation moderne ?

Oui. Ils restent essentiels pour l'isolation, la protection et la commutation fiable.

Conclusion

Bien que le relais de commande soit un composant mineur, il joue un rôle essentiel dans l'amélioration de la sécurité, de la fiabilité et de la gestion des systèmes électriques et d'automatisation. Un relais contribue à la protection des équipements et à l'amélioration de leur efficacité, tout en offrant la capacité de contrôle indispensable aux systèmes modernes, en permettant à un circuit basse tension d'activer un circuit haute tension.