Comment choisir le relais approprié : courant électrique, tension et caractéristiques des contacts

Les relais sont des composants électriques et électroniques essentiels pour de nombreux systèmes. Ils servent de dispositifs de commutation permettant à des signaux de faible puissance de commander des circuits de forte puissance. De ce fait, ils sont extrêmement utiles pour l'automatisation et la gestion de l'énergie. Cependant, trouver le relais adapté à son application peut s'avérer complexe en raison de la diversité des types, des caractéristiques et des configurations disponibles.

Ce guide complet vous aidera à comprendre les aspects les plus importants à prendre en compte lors du choix d'un relais, en mettant l'accent sur le courant électrique, la tension et les caractéristiques des contacts, ainsi que sur d'autres considérations qui contribueront à garantir un fonctionnement optimal et fiable du relais sélectionné.

Principes de base d'un relais

Un relais est un dispositif électromécanique qui sert à commander un circuit électrique. Les composants d'un relais sont :

· La bobine électromagnétique produit un champ magnétique lorsqu'un courant la traverse.
· L'armature est la partie mobile qui ferme ou interrompt le circuit, ce qui permet d'activer ou de désactiver le circuit commandé par le relais.
· Les contacts du relais sont les points de connexion qui permettent au courant de circuler lorsque le relais est alimenté.

Lorsqu'une tension positive est appliquée à la bobine d'un relais, celle-ci actionne l'armature électromagnétique, ce qui ouvre ou ferme les contacts du relais. De cette manière, un circuit de commande de faible puissance peut piloter un circuit distinct de plus forte puissance, tout en isolant et en commandant électriquement le(s) même(s) circuit(s) dans de nombreuses applications.

Critères de sélection Relais droit

Votre application spécifique déterminera le relais approprié. Voici les trois critères les plus importants pour déterminer le relais adapté à votre application :

1. Cote actuelle
L'intensité nominale d'un relais détermine le courant maximal qu'il peut supporter sans générer de chaleur excessive, endommager ses contacts ou provoquer une usure importante. Pour déterminer l'intensité nominale requise :

Exigences de charge
Déterminez le type et l'amplitude de la charge qui sera connectée au relais. Par exemple :
Les charges résistives, comme les ampoules à incandescence, présentent un courant constant. Contrairement aux charges résistives, les charges inductives, telles qu'un transformateur ou un moteur électrique, nécessitent un courant d'amorçage élevé.

· Coefficient de sécurité
Choisissez un relais dont l'intensité nominale est supérieure d'au moins 20 % à l'intensité maximale consommée par la charge connectée afin de garantir un fonctionnement sûr et de minimiser le risque de défaillance prématurée. Cette marge de sécurité contribuera également à réduire les contraintes thermiques subies par le relais et à prolonger sa durée de vie.

2. Tension nominale
La tension nominale du relais est l'autre aspect important de ses performances. Les relais sont classés selon deux catégories de tension distinctes :

Tension de fonctionnement
Assurez-vous que votre relais peut supporter les tensions appliquées au circuit de charge, y compris les pics de tension transitoires qui peuvent survenir lors de l'utilisation de charges inductives (c.-à-d. des moteurs électriques).

· Tension de la bobine
Choisissez un relais dont la tension de bobine est égale à la tension de commande de votre circuit. Les relais AC ne peuvent être utilisés que dans les circuits AC, et les relais DC que dans les circuits DC.

• Puissances nominales CA et CC
Sachez que la tension nominale des relais diffère entre les circuits à courant alternatif (CA) et à courant continu (CC). Les relais fonctionnant en courant alternatif peuvent généralement supporter une tension plus élevée que ceux fonctionnant en courant continu (CC), car le courant dans les systèmes CA s'annule deux fois par cycle (ou demi-cycle), réduisant ainsi le risque d'amorçage d'arcs électriques. Lors de l'utilisation d'un relais CC, il est impératif d'être très prudent et de tenir compte des spécificités de votre système, car le courant y circule en permanence.

3. Évaluation des contacts

Les caractéristiques des contacts déterminent la charge électrique maximale (et de type) qu'un relais peut contrôler. Ces caractéristiques incluent, sans s'y limiter :

·Type de charge

La charge sera-t-elle résistive, inductive (moteurs/solénoïdes) ou capacitive ? Les réseaux comportant des charges inductives ou des moteurs présentent une forte demande initiale et nécessitent donc des relais avec des intensités de contact plus élevées pour supporter le courant d’appel et prolonger la durée de vie du relais.

·Configuration des contacts

Il existe plusieurs types de configurations de contacts pour les relais. Voici la description de trois types courants :

- Non (Normalement ouvert) Les contacts seront ouverts hors tension et fermés sous tension. La plupart des appareils utiliseront la configuration normalement ouverte de manière intermittente.

- NC (Normalement fermé) Les contacts restent fermés jusqu'à ce que l'alimentation soit branchée ; ils s'ouvrent lorsqu'ils sont alimentés. De nombreux systèmes ou dispositifs de sécurité utilisent ce principe pour l'arrêt d'urgence et le fonctionnement en cas de défaillance.

- Changement (ou Formulaire C) - Combinaison de contacts NO (normalement ouverts) et NC (normalement fermés). Fréquemment utilisés dans les systèmes complexes en raison de leur polyvalence.

·Espérance de vie

Le nombre total de cycles (marche/arrêt) qu'un relais peut supporter est un facteur déterminant pour choisir le relais le plus adapté à votre application, notamment si de nombreux cycles répétitifs sont nécessaires. Dans le cas d'un produit conçu pour fonctionner à un grand nombre de cycles, il est essentiel de sélectionner un relais supportant une telle fréquence, comme un relais renforcé ou industriel.

Facteurs de sélection supplémentaires

Bien que l'intensité, la tension et les caractéristiques des contacts soient les principaux paramètres à prendre en compte lors du choix d'un relais, d'autres facteurs auront également un impact sur votre sélection.

Conditions environnementales :

Les relais sont sensibles à leur environnement. Il est nécessaire de déterminer leur plage de températures de fonctionnement, leur tolérance à l'humidité et leur résistance aux vibrations, à la poussière et aux produits chimiques en fonction de leur utilisation. Les relais étanches sont la meilleure option pour les conditions de fonctionnement extrêmes.

Style de montage :

Il existe différents types de relais : à montage sur circuit imprimé, sur rail DIN, enfichables ou à montage sur panneau. Choisissez le type de relais adapté à votre application afin de faciliter son installation et son accès en cas de besoin.

Vitesse de commutation :

Certaines applications, comme dans les secteurs automobile et industriel, exigent une commutation rapide. Assurez-vous que le relais choisi possède un temps de réponse adapté à vos besoins opérationnels.

Interférences électromagnétiques (IEM) :

Si votre relais fonctionne dans un endroit où le bruit électromagnétique est important, vous devez choisir un relais doté d'un blindage suffisant pour éviter les interférences entre votre relais et les composants ou systèmes voisins.

Foire aux questions

Q1 : Pourquoi est-il important de prévoir une marge de sécurité lors de l'utilisation d'un relais en fonction de son intensité nominale ?

Prévoir une marge de sécurité (par exemple, en utilisant un relais dimensionné pour supporter un courant supérieur de 20 % à celui nécessaire) protège contre la surchauffe et la combustion des contacts de votre relais, ce qui prolonge sa durée de vie et assure un fonctionnement fiable.

Q2 : Puis-je utiliser une bobine de relais AC avec une alimentation DC ?

Les bobines de relais CA et CC sont conçues pour fonctionner différemment et ne peuvent donc pas fonctionner correctement ensemble. Si la bobine du relais et l'alimentation ne sont pas compatibles, la bobine risque de surchauffer ou de tomber en panne.

Q3 : De quel type de contacts ai-je besoin pour la commande du moteur ?

Les charges inductives, comme un moteur, génèrent un courant d'appel important lors de leur mise sous tension. Pour la commande d'un moteur, il convient de choisir un relais à contacts normalement ouverts (NO) dont le courant nominal est supérieur au courant d'appel du moteur.

Q4 : Quels sont les types de montage des relais ?

Les différents modes de montage des relais comprennent :

• Montage sur circuit imprimé : Il s’agit de relais qui se soudent facilement sur les cartes de circuits imprimés pour des conceptions compactes.

• Type ouvert : Ces modèles sont économiques mais peuvent nécessiter une protection contre la poussière et l’humidité.

• Type étanche : Ces relais peuvent être utilisés dans des conditions environnementales difficiles où le relais fonctionne en présence d’humidité, de poussière et de produits chimiques.

Q5 : Quelle est la différence entre les relais électromécaniques et les relais statiques ?

Les relais électromécaniques utilisent des pièces mobiles pour établir et interrompre les contacts ; ils sont donc particulièrement adaptés aux applications à courant élevé. Les relais statiques, quant à eux, fonctionnent comme des dispositifs statiques, ce qui les rend idéaux pour les applications nécessitant une vitesse élevée, un fonctionnement silencieux et une longue durée de vie, bien qu'ils soient généralement plus coûteux.

Q6 : Que puis-je faire pour éviter d'endommager le relais en raison de surtensions ?

Les surtensions, notamment dans les circuits inductifs, peuvent endommager les contacts du relais. Utilisez des dispositifs de protection tels que des circuits d'amortissement ou des diodes pour prolonger la durée de vie du relais.

Conclusion

Lors du choix d'un relais Pour répondre aux exigences de votre application, vous devez examiner attentivement les spécifications de courant, de tension et de contact de votre système. Il est également essentiel de bien comprendre votre application afin de déterminer les conditions environnementales appropriées, les types de charges électriques et les exigences de montage. Ceci vous permettra de choisir le relais adéquat, d'optimiser la fiabilité et de minimiser vos coûts de maintenance à long terme. Le respect des consignes et des informations présentées dans cet article vous aidera à sélectionner un relais adapté à vos besoins. De plus, la fiche technique du fabricant vous fournira des informations complémentaires spécifiques pour le choix d'un relais adapté à votre application.