Relais intermédiaire : fonctionnement, marquage et types, particularités de réglage et de raccordement

La plupart des schémas électriques sont conçus et utilisés dans des systèmes à faible courant. Le but principal de ce type de schémas est la transformation des signaux d'entrée selon un algorithme d'actions prédéfini.

Pour l'isolation galvanique des circuits à basse tension et à tension nominale plus élevée, on utilise un relais intermédiaire. Grâce à leur petite taille et leur fiabilité, ces appareils sont largement répandus dans divers domaines.

Fonction et rôles de l'appareil

Ce type de commutateur est un élément auxiliaire dans le circuit électrique. La multifonctionnalité des modèles permet de les utiliser dans des schémas automatisés, de protection et de régulation.

Il est utilisé lorsqu'il est nécessaire de fermer ou d'ouvrir simultanément plusieurs circuits électriques autonomes, autrement dit de multiplier les canaux conducteurs.

Schéma de raccordement du bouton d'urgence d'une voiture : au moyen d'une ligne de contact du relais électromagnétique, on peut effectuer la coupure de l'interrupteur, et avec la seconde, reproduire une alarme sonore dans le boîtier de signalisation.

Le contacteur peut également être utilisé comme régulateur d'un relais plus puissant, grâce auquel la commutation d'un circuit à haute tension est effectuée.

Prenons par exemple une situation : il est nécessaire d'alimenter la bobine d'inductance d'un disjoncteur, où la valeur instantanée maximale de la force électromotrice à l'enclenchement est de 63 A. Cependant, il n'est pas possible d'effectuer cette tâche en utilisant un seul appareil électromagnétique.

Par conséquent, il faut d'abord alimenter la bobine du noyau du dispositif de séparation, en utilisant ses propres connexions, activer le contacteur de plus grande puissance, auquel sera confiée la tâche de commuter une puissance électrique plus élevée.

Cette pièce peut également être utilisée pour créer un retard artificiel de l'action du relais de protection ou, comme on dit, pour former un délai.

Structure de l'appareil

Les dispositifs électromagnétiques sont connectés au circuit électrique qui contrôle ou régule les produits connectés à l'unité de puissance pour la conversion. L'activation peut se faire sous l'influence de divers facteurs : alimentation électrique, énergie lumineuse, pression hydrostatique ou pression de gaz.

Structure constructive d'un relais électromagnétique : 1 – ressort ; 2 – armature mobile ; 3 – tige ferromagnétique (noyau) ; 4 – bobine ; 5 – base ; 6 – un ou plusieurs contacts fixes ; 7 – organe d'exécution

Selon les normes, le dispositif de contact le plus simple est coordonné par trois parties principales : la partie réceptrice, la partie intermédiaire et la partie exécutive. Chacune d'elles est représentée par un mécanisme individuel responsable d'actions spécifiques dans le système de commutation.

L'élément primaire, dit sensible, réagit au paramètre d'entrée et le transforme en une grandeur physique nécessaire au fonctionnement du contacteur.

Un tel mécanisme récepteur est incarné par une bobine électromagnétique avec un noyau — sur le schéma, il est indiqué par le numéro 4. Selon le réseau, une tension alternative ou continue peut y être connectée.

Le maillon intermédiaire commence l'analyse comparative de la grandeur transformée avec la référence intégrée. Dès que la valeur définie est atteinte, le nœud transmet le signal du mécanisme sensible au mécanisme exécutif. Cette partie est constituée de ressorts de rappel (1) et d'amortisseurs.

Les éléments amortisseurs dans le contacteur sont utilisés pour éliminer les oscillations des segments mobiles, et dans le relais temporisé – pour assurer l'intervalle de temps nécessaire

Dans la partie exécutive, au moyen des lignes de commutation (6) situées sur le boîtier au-dessus du bloc, l'influence sur la ligne subordonnée est reproduite et les contacts se ferment.

Principe de fonctionnement du contacteur

L'algorithme de fonctionnement de ce type de relais repose sur l'utilisation des forces électrodynamiques générées dans le ferromagnétique lors du passage du courant électrique dans la spirale des spires du fil isolé de la bobine.

En fonction des caractéristiques techniques du commutateur et du nombre de connexions de contact qui y sont placées, l'armature les ferme ou les ouvre.

La position initiale de la plaque en forme de L (armature) est maintenue par un ressort. En appliquant un courant à l'électroaimant, l'armature, avec le contact de commutation qui s'y trouve, surmonte les forces du ressort et s'attire vers le champ magnétisé.

Lors du déplacement, la tige située sur le plan de contact accroche le schéma de contact inférieur, le déplaçant vers le bas. Si l'alimentation électrique de la bobine est interrompue, le ressort ramène l'armature en arrière et le dispositif reprend son aspect initial.

Examinons, à titre d'exemple, le fonctionnement d'un relais de type électromagnétique dans une voiture.

Si l'on branche ce relais à un moteur asynchrone triphasé, les actions suivantes seront reproduites :

1. Démarrage – activation de l'alarme.
2. Déclenchement du démarreur.
3. Fermeture de la dernière paire de contacts, ce qui entraîne le démarrage du mécanisme du moteur.

De plus, c'est le relais qui assure l'arrêt du moteur en cas de rupture de l'inversion. Ainsi, le problème d'un arrêt brusque du moteur est éliminé.

Pour identifier le type de contacteur électromagnétique en production, on utilise des valeurs de marquage constituées d'un ensemble de lettres et de chifres apposés sur l'appareil.

Il est également important de savoir que le relais électromagnétique peut être équipé de plusieurs groupes de contacts de régulation. Le nombre de ces derniers dépend entièrement de la destination du modè spécifique de l'appareil.

Variétés de commutateurs intermédiaires

Les contacteurs de type intermédiaire déchargent les dispositifs d'exécution principaux. Autrement, les conditions d'extinction d'arc deviendront plus strictes, ce qui rendrait la production non rentable, par exemple, de sources puissantes telles que les TES.

Méthodes de mise en service utilisées

La classification des commutateurs électromagnétiques s'effectue selon les caractérisiques et les propriétés principales, à savoir :

• selon le mode d'enclenchement ;
• caractéristiques de construction — le nombre et le type d'enroulements, ainsi que le nombre, l'état et la puissance des lignes de contacts ;
• selon le principe de fonctionnement ;
• selon le temps de réponse et de retour à la position initiale.

En fonction de la destination, les contacteurs sont fabriqués avec un enroulement de tension ou de courant, ou les deux variétés simultanément. Deux méthodes unifiées de leur connexion sont distinguées.

L'appareil électromagnétique doit se mettre en marche non seulement en mode de fonctionnement normal de la source d'alimentation, mais aussi en présence de valeurs anormales, en travaillant à une réduction du courant jusqu'à 40%.

Le premier type de connexion est la connexion série. L'appareil est connecté en série dans les sections d'enroulement d'autres dispositifs et fonctionne à partir du courant circulant dans le circuit de cette boucle.

Le suivant est le shunt. Il est connecté aux valeurs nominales de tension de la source de courant opérationnel.

Particularités de conception de l'appareil

Les particulariés de l'appareil supposent des modèles avec une spire d'enroulement de tension ou de courant (RP-23, RP-252), deux spires (RP-11) et rarement troies.

Les relais à courant constant (RP-23) sont fabriqués pour les valeurs nominales de tension suivantes : 12, 24, 48, 110 et 220 V, à courant variable (RP-24) – 127, 220 et 380 V.

Appareil RP-23 : électromagnète avec bobinage, induit avec tige, contacts fixes et mobiles, ressort, lame de régulation. Le contacteur est monté sur un socle et fermé par un boîtier.

Les commutateurs des types RP-23 et RP-24 sont conçus pour fonctionner en courant galvanique et disposent chacun de 5 lignes de contact, qui peuvent être utilisées dans différentes combinaisons. Les différences entre eux résident dans leur conception.

Le deuxième type d'appareils est équipé d'un indicateur mécanique de déclenchement intégré. Leur puissance consommée à la tension de base est de 6 W. Les séries RP-25 et RP-26 fonctionnent exclusivement en courant alternatif et sont construites de manière analogue aux appareils précédents.

Un élément supplémentaire – une spire en court-circuit sur le noyau avec la bobine, destiné à éliminer les vibrations de la partie mobile du mécanisme. Leur consommation d'énergié est identique – 10 W.

Récemment, la ZAO TchéAZ (usine de fabrication d'appareils électriques à Tcheboksary) a réorienté sa production vers des modèles modernisés au lieu des modifications susmentionnées. Il s'agit des commutateurs RP16-1 (courant galvanique) et RP16-7 (courant alternatif), équipés de deux groupes de contacts ouvreurs et de quatre groupes de contacts fermeurs.

Le distributeur de nouvelle génération RP16-7 est conçu pour être intégré dans des circuits de protection et d'automatisme sélectifs pour commuter la charge électrique.

Les périphériques à deux et trois enroulements sont généralement utilisés dans plusieurs cas.

Examinons les tâches qu'ils résolvent et quel type d'appareil sera nécessaire pour cela :

1. Lorsque l'on a besoin d'activer le mode de fonctionnement par le courant et de le maintenir par la tension, par exemple, la série RP-232 avec un enroulement de travail à une seule spire.
2. Si l'appareil doit agir sous tension et se maintenir sans courant — le RP-233 avec deux spires de maintien de courant.

De la même manière, en remplacement des contacteurs décrits ci-dessus, TchéAZ introduit de nouveaux modèles RP-16-2 – RP16-4 et RP17-1 – RP17-5.

Principe de fonctionnement des commutateurs

Les dispositifs de contact sont utilisés dans le secteur de la communication et de l'automatisme. Selon le principe de fonctionnement, on les divise en types neutre et polarisé (impulsionnel).

La différence principale entre eux – dans les premiers, le déplacement de l'induit n'est pas soumis à la polarité du signal de commande, chez les seconds, au contraire, il dépend directement du sens de mouvement des particules chargées dans l'enroulement.

Les disjoncteurs neutres ont la conception la plus simple, constituée de deux systèmes : de type contact et magnétique. Dans le groupe de contact, il y a deux contacts fixes et un contact mobile commun. Le noeud magnétique se compose de l'induit, de l'électroaimant et de la culasse.

Schéma d'un relais électromagnétique de type neutre : c) avec un induit attiré à l'intérieur de la bobine. Lorsque le signal de commande est à distence maximale – l'induit est éloigné du noyau – une paire de contats est fermée et l'autr est ouverte.

De plus, les relais électromagnétiques sont divisés selon le type de mouvement de l'armature : angulaire (à flotteur) et plongeur. Pour réduire les forces résistives du canal d'air magnétique entre la plaque mobile et le noyau. Ce dernier est équipé d'un embout polaire.

Ces schémas électriques à relais sont utilisés dans les systèmes de commande de machines-outils de production. Le RES-6 est l'un des représentants des contacteurs faible courant de classe neutre. L'appareil peut être de type bistable ou monostable. Sa tension nominale de fonctionnement est de 80-300 V, le courant de commutation – 0,1-3 A-V.

La catégorie impulsionnelle est composée de systèmes similaires. Cependant, la partie magnétique des relais impulsionnels est en outre équipée de deux tiges avec enroulement, ainsi que d'une tige de contact et d'un aimant permanent créant un flux polarisé.

Grâce à ce type d'alimentation, la direction de la force électromagnétique agissant sur l'induit change en fonction de l'orientation du flux de force dans la bobine.

La construction du relais polarisé IMCh1-0,3 : bobine, aimant permanent avec pièces polaires et plaque, support, ressort, lignes de connexion. L'augmentation de la rapidité de réaction de l'appareil est obtenue grâce au matériau de fabrication du noyau – la tôle d'acier.

Les contacteurs IMCh1-0,3 sont largement utilisés comme mécanisme de relais de voie dans les schémas de protection impulsionnelle (RZ) à courant galvanique. Les IMVCh-110 sont employés dans les circuits à courant alternatif. Techniquement, il se compose d'un pont de diodes qui convertit les forces alternatives en une grandeur constante.

Temps de réponse et de retour

Le temps d'actionnement du mécanisme intermédiaire (t d'attraction) est la période entre le moment où la commande d'actionnement est reçue et le début de l'augmentation des paramètres de sortie. Cette valeur dépend entièrement des caractéristiques de construction du relais, de son schéma de connexion et du signal d'entrée.

Le temps de déclenchement (t de relâchement) est l'intervalle entre l'envoi du signal d'arrêt et l'atteinte de la valeur la plus faible par le paramètre de sortie.

Schéma du bloc de temporisation lors de l'actionnement du relais RP18. Le processus de temporisation est assuré par des circuits semi-conducteurs aux sorties desquelles sont connectés les enroulements du relais.

Le type de relais considéré est soumis à des exigences accrues en matière de rapidité d'action.

En fonction de l'intervalle de temps d'actionnement, les dispositifs sont classés comme suit :

• Très rapides – temps de temporisation à l'attraction et au déclenchement jusqu'à 0,03 s (par exemple, REP37-13, RP 17-4M);
• Normaux – 0,15–0,20 s (série RE);
• Lents – 1,0-1,5 s (NMM4–250, NMM4–500);
• Temporisées – plus de 1,5 s (RP18-2-RP18-5).

Sur le marché, ces modifications sont proposées par différents fabricants. Par conséquent, selon la marque, la conception du relais peut différer légèrement. Cependant, grâce au marquage apposé sur l'appareil, il est possible de déterminer précisément les paramètres du produit.

Que nous apprend le marquage ?

Le marquage des contacteurs fournit un ensemble complet de données sur la fonction et les caractéristiques de construction, y compris des informations sur l'exécution climatique.

Décodage du modèle TKE520DG : un dispositif avec une tension de bobine jusqu'à 30 V et des contacts – jusqu'à 5 A, deux contacts de fermeture, la conception de l'appareil prévoit un mode de fonctionnement à long terme, réalisé hermétiquement.

Examinons en détail la structure de la désignation symbolique à l'exemple de PE41(N) (*)(*)(*)(*)(*)/(*)(*)(*)(*)5 :

1. REP — relais électromagnétique intermédiaire.
2. 37 (N) – numéro de développement.
3. (*) — désignation du type de courant dans le circuit de la bobine d'excitation : 1 — courant continu ; 2 — courant alternatif.
4. (*) — type de retard : 1 — retardé à l'enclenchement ; 2 — retardé au déclenchement.
5. (*) — valeur en fonction du nombre de bobines ;
6. (*)(*) — valeur numérique des contacts de fermeture et d'ouverture ;
7. (*)(*) — tension ou courant de l'enroulement de puissance : continu (D) et alternatif (A) ;
8. (*)(*) — désignation de la tension des bobines de maintien ;
9. (*) — type et technologie de raccordement des lignes conductrices arrière : 1 – avec lamelles à souder ; 2 – montage avec fixation par vis ; 3 – fixation par bornes sur un connecteur.
10. (*)5 — habillage climatique et catégorie de placement selon GOST : UKh — modérément froid ; V — tous climats.

Lors du choix du modèle nécessaire d’un dispositif de commutation, on prend en compte non seulement ses paramètres électrotechniques, mais aussi l’environnement dans lequel il fonctionnera.

Le choix du contacteur est effectué en fonction des caractéristiques requises : tension d’alimentation (V), puissance consommée (W), courant commuté (A), groupes de contacts, temps de réponse (s), dimensions.

Malgré la haute qualité prévue du commutateur, le principal inconvénient réside dans le système de contacts. On suppose qu’un groupe de contact pur ne peut se trouver que dans des conditions hermétiques de vide. Si le principal facteur négatif – le contact avec l’air – agit, une couche d’oxyde commence à se former sur eux.

Nuances du raccordement et du réglage

Après l'installation du mécanisme intermédiaire, il faut le connecter au schéma électrique. Pour cela, les contacts de la bobine ainsi que des éléments de liaison supplémentaires seront utilisés. Généralement, l'appareil comporte plusieurs paires de contacts : NO – normalement ouverts et normalement fermés (NC).

Répartition des groupes dans le schéma électrique présenté : 10-11 – contacts normalement fermés ; 11-12 – contacts normalement ouverts ; contacts 1 (phase) – 3 (neutre) – tension d’alimentation du relais

Dans la première position, on suppose une suppression totale de l’envoi du signal à la bobine. Comme il n’y a pas de polarité, la connexion interne du groupe de contacts peut être effectuée de manière aléatoire.

Pour connecter le mécanisme panoramique, examinons les instructions schématiques. La tension prévue dans la bobine peut être de : 12, 24 ou 220 V.

Schéma électrique de l'appareil sans raccordement au réseau. Son installation se fait dans les schémas de commande et d'automatisme. Emplacement – entre l'actionneur principal et la source de la tâche.

Nous allons examiner le réglage du contacteur électronique sur l'exemple du modèle le plus courant, le RP-23.

Le processus comprend les étapes suivantes :

1. En vérifiant la tension de démarrage et de retour avec l'application d'une source de courant galvanique sur la bobine, nous effectuons un réglage progressif.
2. Au moment de l'attraction de l'armature, le sous-ensemble mobile du système doit avoir une course conjointe de 0,1-1,5 mm. En pliant la tige sur la plaque en L, nous effectuons la procédure de correction.
3. Entre le contact actif et le contact inactif, le niveau du jeu est réglé dans une plage de valeurs de 1,5-2,5 mm. Le réglage de la flèche est effectué en comprimant l'équerre des contacts fixes et la butée supérieure du système mobile.
4. À la position finale de l'armature (fermeture), l'enfoncement des contacts inactifs sera de 0,3-0,4 mm.
5. Au milieu du plan, les contacts mobiles et fixes doivent coïncider. La correction s'effectue en déplaçant la plaque et le guide d'étrier.

De la même manière, le réglage des paramètres du relais RP-25 est reproduit, mais le jeu entre la bobine avec noyau et l'armature à l'état attiré est exclu.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Le principe de fonctionnement du relais électromagnétique, ses domaines d'application, ainsi que les principaux indicateurs de fiabilité des appareils sont également présentés. Plus de détails dans la vidéo :

Après avoir choisi le modèle d'appareil nécessaire, nous passons à son raccordement et à son réglage. Les principales nuances sont décrites dans le reportage présenté :

Les développements technologiques des conceptions de relais intermédiaires ont toujours visé à réduire la masse et l'encombrement, ainsi qu'à augmenter le degré de fiabilité et la facilité de montage des appareils. En fin de compte, les petits contacteurs ont commencé à être placés dans une enveloppe hermétique remplie d'oxygène comprimé ou additionnée d'hélium.

Grâce à cela, les éléments internes ont une durée de vie plus longue, exécutant sans interruption toutes les commandes programmées.

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