Relais temporisé : principe de fonctionnement, schéma de branchement et conseils de réglage

Un dispositif qui se déclenche à l'expiration d'un intervalle de temps défini est appelé relais temporisateur – cet appareil a trouvé une large application en électrotechnique, en électricité et en électronique. Grâce à son utilisation dans les solutions de circuits, il est possible de mettre en œuvre des fonctions de commande plus flexibles pour divers équipements et appareils.

En fonction de la conception et du principe de fonctionnement de l'appareil, on peut organiser des schémas électriques de complexité d'exécution variable.

Nous vous proposons de comprendre quels sont les types de relais temporisateurs, quelle est leur spécificité de fonctionnement et d'application. Le matériel théorique est complété par des recommandations pratiques pour le raccordement et le réglage du dispositif de temporisation.

Principe de fonctionnement du relais temporisateur

Les appareils électroniques présentent une diversité constructive, c'est pourquoi il convient d'examiner le principe du relais temporisateur en tenant compte de chaque variation constructive individuellement.

Voici à quoi ressemble l'une des nombreuses conceptions de relais temporisateurs. Essentiellement, l'appareil ressemble à un commutateur ordinaire, mais son action est liée au cycle d'écoulement du temps.

Du point de vue des actions exécutées, on utilise en pratique des conceptions électromagnétiques, pneumatiques, électroniques et des dispositifs à mécanisme d'horlogerie.

Variante n°1 : appareils électromagnétiques

Les dispositifs qui utilisent le principe électromagnétique sont généralement destinés à fonctionner exclusivement dans des schémas alimentés en courant continu.

Construction du relais temporisateur électromagnétique REV-814 : 1 – ensemble de contacts fixes ; 2 – étrier ; 3 – mécanisme amortisseur en cuivre ; 4 – équerre ; 5 – noyau de l'enroulement du circuit principal ; 6 – armature ; 7 – contacts mobiles de l'armature.

La plage de temporisation est généralement de 0,07 à 0,11 s à l'enclenchement et de 0,5 à 1,4 s au déclenchement. La construction de ces relais temporisateurs contient deux enroulements de travail, dont l'un est un circuit en court-circuit sous la forme d'un anneau de cuivre.

Lorsqu'un courant électrique traverse l'enroulement principal, on observe une augmentation du flux magnétique. Ce flux génère un courant dans l'enroulement en court-circuit, ce qui limite l'augmentation du flux magnétique de l'enroulement principal.

En conséquence, une caractéristique temporelle du mouvement de l'armature du mécanisme de commande est formée, ou en d'autres termes, un retard à l'enclenchement est créé.

Une conception améliorée du relais temporisé de type électromagnétique. Ce modèle d'appareil prend en charge la commutation de quatre canaux de charge indépendants. Cependant, en termes de paramètres de courant, l'appareil semble plus faible que les anciens modèles (+).

Si l'alimentation en courant du circuit de l'enroulement principal cesse, grâce à l'effet d'inductance, le champ magnétique de l'enroulement en court-circuit reste actif pendant un certain temps. Par conséquent, le relais ne se désactive pas pendant cette durée.

Variante n°2 : dispositifs pneumatiques

Les conceptions basées sur des systèmes pneumatiques sont une sorte de dispositifs exclusifs. Ces appareils sont équipés d'un mécanisme de ralentissement spécial : un mécanisme amortisseur pneumatique.

Le temps de retard des relais pneumatiques peut être réglé en diminuant ou en augmentant la section de passage du tube par lequel l'air est amené. À cette fin, les conceptions des relais pneumatiques sont équipées d'une vis de réglage.

L'une des conceptions courantes des appareils pneumatiques. Une réalisation assez simple et fiable. Paramètres de courant commuté jusqu'à 16 ampères. Un mini-interrupteur à deu canaux est utilisé comme commutateur.

La plage de réglage du délai des relais pneumatiques est en moyenne de 1 à 60 secondes. Cependante, il existe des exmplaires qui couvrent cette plage presque du double. Certes, en pratique, de légères erreurs (environ 10 %) ont été constatées en termes de précision de déclenchement par rapport aux valeurs réglées.

Variante n°3 : modifications de type horloge

Les relais temporisés horaires ont trouvé une large application en électricité. Ce type d'appareils est souvent utilisé dans la conception de disjoncteurs automatiques destinés à protéger des circuits d'une tension de 500 à 10 000 volts. La plage de temporisation est de 0,1 à 20 secondes.

Le principe de fonctionnement des modèles d'horloge repose sur le travail d'un ressort armé par un entraînement mécanique (ancre) de l'électroaimant. La commutation des groupes de contacts du relaistemporisé à horloge s'effectue en fonction du temps écoulé, dont la valeur a été préalablement réglée sur l'échelle de l'appareil.

Un représentant d'une série assez ancienne d'appareils – un relais temporisé à mécanisme d'horlogerie. Cependante, ce type de dispositif a démontré un fonctionnement fiable et sans défaillance dans les conditions les plus diverses.

La vitesse de déplacement du mécanisme de l'appareil est directement liée à l'intensité du courant qui traverse l'enroulement de l'électro-aimant. Ce facteur permet de régler l'appareil pour exécuter des fonctions de protection. Cette protection se caractérise par une indépendance totale vis-à-vis de la température ambiante.

Variante n°4 : relais électroniques

Ces dernières années, presque partout où des relais temporisés peuvent être utilisés, les versions électroniques ont remplacé les modèles électromécaniques obsolètes.

Ce type d'appareil présente plusieurs avantages :

• faible encombrement ;
• grande précision de déclenchement ;
• mécanisme de réglage pratique ;
• affichage visuel des informations.

Les versions électroniques fonctionnent généralement sur la base de compteurs d'impulsions numériques. De nombreux appareils modernes sont construits autour de microprocesseurs haute performance. Les relais numériques sont généralement conçus pour la commutation de charges faiblement inductives ou non inductives.

Un développement moderne – le relais numérique, conçu pour assurer la commutation temporisée. Il séduit par sa facilité de contrôle et de gestion, son réglage flexible et son aspect extérieur.

Pour régler un relais temporisé numérique, il suffit de définir les paramètres temporels souhaités à l'aide des touches fonctionnelles situées directement sur le panneau avant du boîtier.

Le réglage est généralement disponible dans une large plage de temps, permettant de couvrir non seulement les secondes, minutes, heures mais aussi les jours de la semaine. À titre d'exemple, on peut considérer le modèle de relais électronique hebdomadaire – un minuteur.

Un minuteur électronique avec des fonctions de marche/arrêt automatiques peut être utilisé avec succès dans les circuits de contrôle de différents types d'appareils. Le relais temporisé dit « hebdomadaire » assure les fonctions de commutation en fonction d'un intervalle de temps défini dans le cadre d'un cycle hebdomadaire. Ces dispositifs sont utilisés dans les systèmes “maison intelligente”.

Par exemple, grâce à cet appareil, il est possible de :

• commuter les systèmes d'éclairage à une heure définie ;
• démarrer ou arrêter des équipements technologiques ;
• activer/désactiver les systèmes de sécurité.

L'appareil est de petite taille et dispose de plusieurs touches de commande fonctionnelles. En utilisant le clavier système, l'utilisateur peut facilement le configurer (le programmer).

La fonctionnalité utilisateur du relais temporisé numérique est le panel de commend avec les touches de réglge des paramètres. Plus un ércran à cristaux liquides qui affiche toutes les informations nécessaires.

Le mode programmation est activé en appuyant et en maintenant la touche marquée du symbole « P ». La touche « Reset » permet d'effectuer une réinitialisation système. La modification des réglages de temps du relais s'effectue à l'aide des touches de réglage des minutes, heures, jours de la semaie lorsque le mode programmation est actif.

Le schéma standard de connexion d'un relais temporisé prévoit l'installation de l'un des deux modes de contrôle des actions – manuel ou automatique. Le confort de réglage d'un relais numérique est assuré par un écran à cristaux liquides informatif.

Réglage des relais analogiques électromécaniques

Les systèmes d'automatisation industrielle, ainsi que divers modules domestiques, sont souvent équipés de dispositifs électromécaniques dont la conception prévoit un réglage à l'aide de potentiomètres.

Type électromécanique de dispositif de temporisation avec réglage des paramètres par potentiomètres. Il existe différentes configurations de tels appareils, ce qui permet de les utiliser dans des circuits de complexité variable.

Sur la face avant du boîtier de ces dispositifs se trouve une tige de potentiomètre (ou plusieurs tiges) destinée à être tournée avec la lame d'un tournevis. Autour de la tige (des tiges) est appliquée une échelle graduée des valeurs de réglage.

La fente sur la tige pour la lame du tournevis est une sorte d'indicateur qui change de position lors de la rotation de la tige. En plaçant cet indicateur en face de certaines valeurs de l'échelle graduée, on obtient le réglage du paramètre souhaité.

Appareil multicanal de type électromécanique. Il se règle facilement et simplement en tournant les potentiomètres à l'aide d'un tournevis. Sur la façade se trouve également un indicateur d'état à LED.

Les appareils de ce type (par exemple, NTE8) ont trouvé une large application dans les circuits de commande des systèmes de ventilation, des modules de chauffage et des appareils d'éclairage artificiel.

Réglage des appareils à échelle numérique

L'utilisation d'appareils avec fonctions de réglage mécanique peut être démontrée à l'exemple du minuteur domestique de la marque REV Ritter, conçu pour être branché sur une prise secteur domestique.

Relais dit «de prise», destiné à une utilisation domestique. La durée d'action est généralement limitée à une plage journalière. Ce temps est tout à fait suffisant pour un usage domestique.

À l'aide d'une prise avec minuterie, vous pouvez contrôler, dans une plage de temps donnée, pratiquement n'importe quel appareil électroménager. Pour utiliser ce minuteur journalier, il suffit de brancher l'appareil sur une prise et de le régler.

Le réglage s'effectue par les actions suivantes :

1. Relevez tous les segments situés autour du disque de réglage.
2. Abaissez uniquement les segments qui correspondent au temps de réglage.
3. En tournant le disque de réglage, placez l'indicateur du disque sur l'heure actuelle.

Par exemple, si les segments entre les chiffres 18 et 20 de l'échelle ont été abaissés, une fois que le relais commencera à compter le temps, la charge sera activée à 18 heures et désactivée à 20 heures.

Dans l'ensemble, la conception du relais mécanique REV Ritter permet d'organiser jusqu'à 48 enclenchements sur 24 heures complètes.

Modification du relais temporisé « de prise » : 1 – prise de connexion de la charge ; 2 – commande manuelle ; 3 – échelle divisée en 24 heures ; 4 – segments programmables ; 5 – indicateur de l'heure actuelle ; 6 – fiche de branchement dans une prise du réseau domestique (+)

Cependant, l'appareil prend en charge la fonction de mise en marche hors programme de la charge. Pour cela, un bouton séparé est situé sur le côté du boîtier. Si l'utilisateur active ce bouton, la charge est connectée directement au réseau, indépendamment de l'état des contacts du relais.

Raccordement du relais temporisateur dans le schéma de commande

L'appareil doit être branché en veillant à ce que l'emplacement d'installation corresponde aux conditions indiquées dans la fiche technique de l'appareil. En règle générale, l'installation implique une mise en place verticale de l'appareil avec des tolérances d'écart par rapport à la verticale ne dépassant pas 10º.

Les limites de température de la pièce où l'installation et l'exploitation du relais temporisé sont prévues ne dépassent généralement pas la plage de -20°C à +50°C.

Le taux d'humidité de l'air dans la zone d'installation de l'appareil ne doit pas dépasser 80 %. Le circuit électrique dans lequel le minuteur est installé doit être débranché de l'alimentation secteur pendant l'installation.

Schéma classique de branchement du relais temporisé, dans ce cas, pour un appareil commutant deux canaux avec charge. Les dispositifs avec un nombre différent de commutations sont branchés selon le même principe (+).

Tout appareil, quelle que soit sa conception, possède traditionnellement une fiche technique indiquant le schéma de branchement. De nombreux minuteurs électroniques, mécaniques et numériques sont complétés par un schéma apposé directement sur le boîtier et montrant comment et dans quel ordre brancher le relais temporisé.

La version classique du branchement se présente comme suit :

1. Branchement de la ligne de tension aux bornes d'alimentation de l'appareil.
2. La ligne de phase est connectée via un disjoncteur au contact d'entrée de la charge du relais.
3. Le contact de sortie de la charge du relais est connecté directement à la ligne de phase de la charge.

En substance, le schéma de branchement pour la majorité des appareils est conçu selon un principe identique : branchement de l'alimentation sur l'appareil lui-même et mise en marche de la charge via un groupe de contacts commutés.

Selon le type de relais (monophasé, triphasé) et selon les particularités constructives, il peut y avoir plusieurs groupes de contacts.

Une version simple de relais temporisé peut être fabriquée soi-même. Les schémas de divers montages faits maison sont décrits dans cet article.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Dans la vidéo, on examine la possibilité d'utiliser un appareil modulaire comportant deux dispositifs de commutation indépendants dans le temps. Le schéma prévoit la mise en marche de deux appareils électroménagers, le réglage de leur fonctionnement dans des intervalles de temps et d'autres fonctions.

Bien sûr, il est impossible de couvrir toutes les modifications existantes de relais temporisés dans une modeste revue. Pour examiner toute la gamme d'appareils, il faudrait écrire un livre entier. En fait, des manuels sur différents types de minuteries sont disponibles, et vous pouvez toujours trouver les informations nécessaires si vous le souhaitez.

Avez-vous quelque chose à ajouter, ou avez-vous des questions sur le fonctionnement, le choix, le raccordement et le réglage des relais temporisés ? Vous pouvez laisser des commentaires sur la publication et participer aux discussions. Le formulaire de contact se trouve dans le bloc inférieur.