Applications des relais statiques

S/GEN/APPLICATIONS/A/30/11/1999
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APPLICATION DES RELAIS STATIQUES :
1- Types de charges les plus usuelles :
Référence aux normes IEC/EN 947-x-x
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S/GEN/APPLICATIONS/A/30/11/1999
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Nature du Catégorie
courant d'emploi
Applications
caractéristiques
charges non
AC-51
inductives, ou
faiblement inductives,
fours à résistances,....
courant
alternatif
AC-53
Moteurs à cage :
démarrage , coupure
des moteurs lancées
PUISSANCE
AC-4
AC-55a
Moteurs à cage :
démarrage , inversion
de marche , marche
par à coup
Commande de
lampes à décharges
Précautions d'emploi
Pour les relais tout ou rien , utiliser des relais synchrones . Dans le cas
d'éléments chauffants à résistance bobinée , le courant commuté peut
être jusqu'à 1,4 fois le courant assigné .
Se reporter aux guides de choix AC-51 : solutions en monophasé ,
biphasé et triphasé
Utiliser les relais commande proportionnelles trains d'ondes pour de la
variation de puissance : commande en 0-10V ou 4-20mA.
Les courants de démarrage peuvent atteindre 8 fois le courant assigné
pour une durée de 1,6 secondes . Les relais spécifiés en AC-53
tiennent compte de ces surcharges . Des surtensions générées par le
moteur peuvent apparaître à l' ouverture du relais .
celduc propose des produits en commande tout ou rien (SVT , SGT)
et des démarreurs " SOFT-START " ( SMCW) .
Se reporter aux guides de choix AC-53 .
Les contraintes sont assez voisines des applications en AC-53 , mais
avec des surcharges à l'inversion encore supérieures.
Réaliser des inverseurs de sens de rotation avec des relais statiques ,
nécessite des produits de très haute immunité , une logique de
commande intégrant un vérouillage des commandes et une
temporisation à chaque inversion .
celduc propose des produits adaptés : SG9/SV9/SW9
Se reporter aux guides de choix : AC-53 et AC-4.
-->Les lampes fluorescentes sans correction du facteur de puissance
(AC-55a) véhiculent des courants qui peuvent atteindre 2 fois le
courant assigné pendant un court instant .
--> Les lampes fluorescentes compensées parallèles (AC-56b) ,
peuvent avoir des appels de courant de 20 fois le courant assigné et
générer des surtensions importantes à l'ouverture.
--> Les lampes fluorescentes à ballast électronique peuvent avoir des
pointes de courant de 10 fois le courant assigné.
--> Les lampes à vapeur de mercure à haute pression et les lampes à
halogénures métalliques sans correcteur du facteur de puissance sont
commutées via des unités ballast sous forme d'inductance série et
avec l'aide d'appareils à amorçage . Durant la période de démarrage ,
un courant principalement inductif est établi . Ce courant pouvant être
de 2 fois le courant assigné , doit être supporté par le relais statique
(AC-55a)
--> Les lampes à vapeur de sodium à haute pression véhiculent aussi
un courant inductif de 1,7 à 2,2 fois le courant assigné .
--> les lampes à vapeur de mercure à haute pression et les lampes
aux halogénures métalliques et à vapeur de sodium avec correcteur
du facteur de puissance véhiculent des courants d'appels capacitifs
importants et - génèrent des surtensions à l'ouverture (AC-56b) .
La règle générale est d'utiliser les relais synchrones adaptés aux
surcharges de courants ( attention : pour vérifier la tenue à ces
courants répétitifs --> voir courbe Itsm répétitif = f(t) )
AC-55a = 10 In pendant 20ms / 6In pendant 200ms /
3In pendant 10 s / 2In pendant 1minute
AC-56b = 30 In pendant 20ms / 1,4In pendant 200ms /
1,1In pendant 1 s : voir §AC56b ( batteries condensateur)
et aux surtensions à l'ouverture en utilisant des relais 400VAC
sur réseau 230VAC.
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celduc
www.celduc.com
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Rue Ampère B.P. 4
42290 SORBIERS - FRANCE
E-Mail : celduc-relais@celduc.com
Fax +33 (0) 4 77 53 85 51
Service Commercial France Tél. : +33 (0) 4 77 53 90 20
Sales Dept.For Europe Tel. : +33 (0) 4 77 53 90 21 Sales Dept. Asia : Tél. +33 (0) 4 77 53 90 19
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Nature du Catégorie
courant d'emploi
AC-55b
Applications
caractéristiques
Commande de
lampes à
incandescence
courant
alternatif
PUISSANCE
AC-56a
AC-56b
AC-7a
AC-7b
Commande de
transformateurs
Commande de
batteries de
condensateurs
Commande de charges
faiblement inductives pour
appareils domestiques et
applications analogues
Moteurs pour
applications
domestiques
Précautions d'emploi
Le démarrage à froid d'une lampe à incandescence entraîne des
surcourants importants . Les filaments de ces lampes ont des résistances
très faibles à froid, il est intéressant de les commuter au zéro de tension .
La surintensité est réduite , ce qui augmente considérablement la durée
de vie de la lampe.
La règle générale est d'utiliser les relais synchrones adaptés aux
surcharges de courants ( répétitifs):
AC55b = 10 In pendant 20ms / 6In pendant 200ms / 1,2In
pendant 1 s / 1,1In pendant 10 s
A la fin de vie de ces lampes , des court-circuits entre spires peuvent
provoquer de fortes surintensités qui peuvent être considérées comme
des court-circuits . La coordination entre le relais à semiconducteur et le
dispositif de protection contre les court-circuits doit être pris en compte.
Pour la variation de puissance de ces charges on peut aussi utiliser des
relais non synchrones avec une commande adaptée ou les relais (SG4)
permettant la variation de l' ANGLE DE PHASE ( GRADATEUR) en
fonction d'une entrée analogique isolée 0-10V ou 4-20mA.
La commande de ce type de charges est particulière . Il faut éviter la
saturation du circuit magnétique .
Si on utilise un relais statique classique il faut le surdimensionner : Le
courant magnétisant d'un transformateur peut atteindre 100 fois le
courant nominal.
Utiliser des relais asynchrones surdimensionnés ou les relais spécifiques
contrôle transformateurs : note application spécifique.
Principalement compensateurs de facteur de puissance , mais aussi
charges avec des filtres par capacité à l'entrée (voir certaines lampes à
décharge ) . Principalement 2 problèmes :
--> surintensité à la fermeture
--> surtension à l' ouverture
celduc a développé une gamme de relais dédiée à ces applications avec
fort Itsm ( jusqu'à 20 000 A/20ms et 1600 volts) avec une note
d'application spécifique.
Mêmes spécifications qu'en AC-51 en respectant les limites de courant
et tensions des relais .
Moteur monophasé avec collecteur ou moteurs universels :
Utiliser de préférence des relais asynchrones . Les balais générérent
parfois des microcoupures génératrices de surtension . Il est très
fortement conseillé de protéger le relais par un varistor.
La variation de vitesse de ces moteurs peut être effectuée avec des relais
GRADATEURS type SG4 .
Moteur asynchrone monophasé à condensateur
Ces moteurs sont très utilisés dans les
mécanismes exigeant un changement
de sens de rotation.
M
La commande est faite par deux relais
alternativement commutés pour
chaque sens de rotation.
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Nature du Catégorie
courant d'emploi
AC-7b
( suite)
Applications
caractéristiques
Moteurs pour
applications
domestiques
courant
alternatif
PUISSANCE
Commande de
compresseurs
hermétique de
réfrégiration
Charges DC
autres
alimentées à partir
charges d'un secteur alternatif
AC-8
(a et b)
AC-12
courant
alternatif
INTERFACE
Contrôle de charges
ohmiques et de
charges isolées par
optocoupleur
Précautions d'emploi
Moteur asynchrone monophasé à condensateur ( suite )
Les relais doivent être commandés avec une courte temporisation ( 50
à 100ms )pour assurer la coupure de l'un avant la fermeture de l'autre.
En cas de fonctionnement simultané prévoir une résistance R en série
avec le condensateur de déphasage. La valeur de cette résistance doit
être : Vmax condensateur/ Itsm du relais . Prévoir une résistance
bobinée de puissance P= R x Inominal moteur x Inominal moteur.
Il faut noter en outre que la tension aux bornes du relais ouvert est la
tension aux bornes du condensateur C . Celui-ci est typiquement √2
fois la tension secteur et peut être supérieure si les tensions sur les
bobinages ne sont pas exactement en quadrature . En conséquence
utiliser des relais 400VAC sur réseau 230V.
Il est aussi possible de faire varier la vitesse de ces moteurs
asynchrones monophasés en jouant sur le glissement de ces
moteurs , c'est à dire la tension d'alimentation. Il est possible d'utiliser
des relais GRADATEURS de type SG4 . Mais des précautions
concernant l'échauffement de ces moteurs doivent être prises . Nous
consulter.
Assez proche d'un démarrage en AC-53 , avec des courants de
démarrage pouvant atteindre 8 à 10 fois le courant assigné .
Se reporter aux courants AC-53 en prenant une petite marge
supplémentaire .
Charges DC alimentées à partir d'un secteur alternatif
Ce type de charges présentent
l'inconvénient de commuter
un courant pratiquement
rectangulaire , ce qui peut poser
DC
AC
problème pour des relais
utilisant des triacs standards.
Les relais celduc sont tout
à fait adaptés à ce type de
charge en surdimensionnant
le courant du relais à celui du courant maximal de pointe de la charge.
Charge ohmique : se reporter aux caractéristiques en AC-51.
Charge isolées par optocoupleur.
exemple : Relais statique pilotant un autre relais statique commande
alternative pouvant fonctionner avec 1,5mA (cas régulateurs qui
pilotent un relais statique). Il faut s'assurer que le courant de fuite à
l'état bloqué du relais N°1 ne permette pas la commande du relais N°2 .
Une impédance en parallèle sur l'entrée du relais N°2 peut être
nécessaire pour assurer une tension inférieure à la tension de non
fonctionnement du relais .
24 ou 230VAC
RELAIS N°1
PH
RELAIS N°2
R
N
24 ou 230VAC
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RELAIS ENTREE
ALTERNATIVE
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Nature du Catégorie
courant
d'emploi
AC-13
AC-14
courant
Applications
caractéristiques
Contrôle de charges
statiques isolées par
transformateurs
Vérifier la compatibilité avec le courant magnétisant du
transformateur.
Contrôle de charges
électromagnétiques
( contacteurs ,.....) :
C'est typiquement le cas des électrovannes, des bobines de
commande de contacteurs , de petits moteurs d'asservissement,.....
Bien qu'il soit préférable d'utiliser les relais non synchrones, les
relais synchrones celduc sont tout à fait adaptés à ce type de
charge.
Il faut utiliser des relais statiques ayant un courant de fuite réduit
pour éviter que ces charges soient maintenues alimentées à l'état
bloqué. Les relais celduc d'interface sont très bien adaptés à ce
type de charge .
Faibles charges :
< 72VA
alternatif
INTERFACE
courant
AC-15
Contrôle de charges
électromagnétiques
( contacteurs ,.....) :
DC-1
Fortes charges: >72 VA
charges non inductives,
ou faiblement inductives,
fours à résistances,....
continu
DC-12
DC-13
commande de charges
ohmiques ou de charges
statiques isolées par
photocoupleur
commande
d'électroaimants
DC-14
commande
d'électroaimants
avec des résistances
d'économie
DC-3
moteurs shunts :
démarrage,inversion,....
...
DC-5
DC-6
Précautions d'emploi
Surdimensionner si risque de saturation de la charge et utilisation
de préférence des relais non synchrones . Les relais synchrones
celduc peuvent aussi convenir.
En DC , comme en AC , les règles sont :
--> Respecter les courants et tensions.
--> tenir compte des courants d'appel des différentes charges
( DC-3 ; DC-5 ; DC-6 )
--> Tenir compte des surtensions éventuelles ==> Mettre une
diode de roue libre sur les charges inductives ( DC-13 ;
DC-14 ; DC-3 ; DC-5)
Dans la gamme celduc utiliser les relais :
* SKD 3A 60VDC / 1A 200VDC controle 3-30VDC
* XKD 3A 60VDC / 1A 200VDC controle 3-30VDC ou
modèles avec controle en AC
* SCC 5A 60VDC /15A 60VDC
* SGC 20A 200VDC
* SGD 30 et 60A en 50 et 100VDC
moteurs série :
démarrage et inversion
Commande de
lampes à
incandescence
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