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Relais et contacteurs

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1/2 : Le relais

Relais ou contacteur ?


Le terme relais sera plutôt utilisé par des électroniciens ou des électriciens pour la faible puissance alors que contacteur (kontactor) sera employé par des électriciens industriels pour de la forte puissance (pilotage moteur...).




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Application typique : le démarreur voiture


Démarreur voitureLe petit cylindre du dessus contient la bobine (aussi appelé solénoïde) dont la fonction est double.
  1. Faire avancer le pignon d'attaque dans le volant moteur, on voit l'engrenage sur le moteur (à gauche de la cloche dans le gros cylindre du bas)
  2. Fermer le contact électrique de puissance pour alimenter le moteur
Pourquoi ? Le fil de puissance acheminant le +12 Volts doit laisser passer plus de 100 Ampères, il est généralement en 16 mm² ou plus alors que le fil de commande n'est traversé que par quelques ampères pour alimenter la bobine. Ainsi, la clé de contact ou le bouton de démarrage reste de taille raisonnable et la faisceau électrique plus discret !




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Comprendre le fonctionnement du relais


Le relais est un interrupteur possédant généralement plusieurs circuitsComme les commutateurs ils permettent de contrôler simultanément et là aussi de manière indépendante sur le plan électrique plusieurs circuits (Ex : 12 Vcc, 48 V~...). pilotés par une bobineC'est la bobine (électro-aimant aussi appelé solénoïde) qui, une fois alimentée, modifiera l'état des circuits. Les bobines sont souvent alimentées en 24 V courant continu, plus rarement en alternatif et jusqu'à 230 V~ !.
Une des principales fonctions d'un relais ou contacteur est l'isolement galvaniqueIl n'y a aucun lien électrique entre la tension de commande et les tensions commutées.
Ainsi, on peut installer un interrupteur 12 Vcc (sans risque d'électrisation) pour piloter du triphasé 400V~ !
de ce commutateur télécommandé offrant plusieurs contacts différentsDes NO normalement Ouvert et/ou des NF/NC (normalement fermés / closed).




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Introduction : Le relais automobile et la version pédagogique





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Maîtrise, savoir-faire :tester un relais


Sur les relais, on utilise les termes : repos et Travail (RT)Un contact Repos est un contact normalement fermé (NF ou NC Closed) c'est à dire passant. Lorsque la bobine est alimentée, le contact s'ouvre et le courant du circuit piloté ne circule plus. Le contact Travail est l'inverse : normalement ouvert (NO), il se ferme lorsque la bobine est alimentée.. Sur la vidéo le relais possède 5 circuits RT.




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Mesure à l’ohmmètre :

En industrie, il existe des bobines de contacteur 24 Vcc (courant continu), 48 V~, 110 ou 220 V~...
En relayage : des bobines 3 Vcc, 5 Vcc, 12 Vcc... Jusqu'à 230 V~...

Normalement repérée A1 A2, (A1 au + en continu), la bobine peut se déceler en testant la résistance à l'Ohmmètre. D'une à quelques dizaines voire centaines d'Ohm pour les bobines TBTS (5 à 24 Vcc), elles dépassent le kiloOhm pour les bobines 220 V~. Il est impossible de les confondre avec un contact, qui oppose lui, une résistance quasi nulle lorsque passant (< à 1 Ohm), et à l'infini quand il est ouvert.

On peut basculer manuellement le relais ou contacteur (hors tension) pour vérifier (hors tension encore une fois !) à l'aide d'un ohmmètre...

Différencier un contact NO d'un NF/NC :

Contacteur, relais au repos :
  • Un contact passant (test de continuité) est un NCNormalement Clos fermé, si contacteur ou RRepos si relais
  • Un contact ouvert ∞ (R infini) est un NONormalement Ouvert si contacteur ou TTravail si relais
Pour valider le bon état du contact, il suffit d'alimenter la bobine ou de la commuter manuellement :
Test des contacts d'un relais ou contacteur

Comment trouver la tension bobine ?

En l'absence de marquage, augmentons progressivement la tension jusqu'au basculement :
NB : Une bobine colle avant 2/3 de U nominal et ouvre pour moins d'1/3 de U nominal.
Ex : Une bobine 24 V colle avant 16 V (2/3) et ouvre en dessous de 8 V (1/3).
Une bobine courant alternatif ~ fonctionnera peut-être en Vcc, une Vcc ne fonctionnera jamais en ~


Animation sur le basculement du relais 5RT utilisé dans la vidéo :


Repos Travail animation relais




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Panorama des relais et contacteurs...


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2/2 : Le contacteur, symboles

Le contacteur, particularités : NO, NF/NC


La particularité des contacteursContacteur Kontactor réside dans l'absence de Repos et Travail simultanément sur un même contact. C'est un contact 'repos' ou 'travail', mais pas les 2 simultanément !
C'est l'un ou l'autre et d'ailleurs on ne les nomme plus ainsi mais NO NC (NF)Normalement Ouvert, Normaly Open
Normaly Closed, Normalement fermé en français, personnellement, j'ai choisi en Mnémotechnique 'Normalement Connecté'...




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Contacts NO et NC (NF)

Manipulez le poussoir tout en bas pour animer ce schéma...
NC (NF) NO




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Marche par impulsion et Auto-Maintient


On utilise un contact auxiliaire NOEn fait il est tout à fait possible d'utiliser un NO (normalement ouvert) de puissance le cas échéant ! pour assurez l'auto-maintient (activez l'animation qui suit).




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L'auto-Maintient en animation interactive :

ArrêtMarcheMaintient

Le bouton poussoir rouge permet d'interrompre l'auto-maintient ; le bleu l'active !
Pressez directement les boutons sur le schéma !

Fonction arrêt prioritaire : en pressant Arrêt et Marche simultanément, Arrêt étant en série avec l'alimentation :

La bobine n'est pas alimentée et l'auto-maintient ne s'effectue pas !
 
Simulez en cliquant ici !




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Aller plus loin : On before ou after Off ?


Dans certaines applications, le fait d'avoir un temps isolé entre 2 positions est dangereux (les calibres d'ampèremètres par exemple), aussi un chevauchement pendant lequel on a simultanément le NO et NF passants électriquement est souhaitable...
Techniquement cela se réalise avec des lamelles qui font ressort.




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Symboles de contacts

Symboles de contacts NO NF NC sectionneur
  1. Contact NO : Normalement Ouvert
  2. Contact NF : Normalement fermé ou NC Normally Closed
  3. Sectionneur pour consignation, ne pas ouvrir en charge !
  4. Interrupteur sectionneur manœuvrable en charge
  5. Contact de relais ou contacteur : il pilote en charge

En conseil+, des photos de contacts ayant fondu à cause de basculement trop lent sous une trop forte intensité !





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Quiz test du relais / contacteur...


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Montage Télérupteur

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Manipulez les 3 poussoirs bleus pour simuler le fonctionnement d'un télérupteur.
Le télérupteur est bistableUn bistable est un élément qui possède 2 (bi) états stables . Cet ensemble est composé d'une bobine (électro-aimant) et d'un dispositif (souvent mécanique) permettant le verrouillage ou déverrouillage à chaque impulsion. et se commande via une simple impulsion électrique. Il existe aussi des minuteries qui elles sont désactivées automatiquement à la fin d'un temps programmé. Un des principaux intérêts réside dans la séparation électrique des circuits : l'isolement galvaniqueSéparation électrique des circuits
Si'ils restent liés mécaniquement (trait en pointillé sur la bobine), le circuit de commande en noir et de puissance en bordeaux (grenat) son indépendants électriquement et peuvent donc être alimentés par des tensions différentes !
.
On peut ainsi utiliser un télérupteur dont la bobine se contrôle avec une tension de sécuritéPour une utilisation dans un lieu humide (sauna, à l'extérieur...) il est possible de choisir un télérupteur 12 V pour commander un circuit de puissance, ici une lampe, en 230 V. Le 12 V sera obtenu à parti d'un transformateur TBTS (Très basse Tension de Sécurité) assurant aussi l'isolement. Ici, nous avons choisi d'épaissir et de teinter de grenat le circuit de puissance pour représenter la séparation électrique..

Enfin le nombre de points de commande est infini :
il convient simplement de raccorder les poussoirs en parallèle !

Contacts endommagés

Contacts ayant 'charbonnéDégradation du contact à cause de la forte intensité : augmentation de la résistance de contact...
Dans le jargon d'électricien on utilise souvent 'charbonné'...
' :


Exemple de contacts fondus !Contact ayant chauffé, dégradé : zoom
Conducteur 630 mm² aluminium fondu

Surintensités :


A gauche, un conducteur de 630 mm² en aluminium ayant partiellement fondu à cause d'une surintensité !
Cosse 120 mm² détruite brulée
Ci-dessus une tresse à cosse fondue (120 mm²) !
Barre conductrice cassée par les vibrations

Vibrations...


A droite, une des barres de ce jeu de barre de puissance a rompu à cause des vibrations mécaniques !

La rupture semble avoir eu lieu en l'absence d'intensité : aucune trace d'arc électrique...

Conseils+, compléments, prérequis :
Le télérupteur, relais bistable
contacts rompus ou en surchauffe

Cours connexes recommandés par l'auteur :
Crée le 17 / 12 / 2016, der. màj le 05 / 12 / 2017 par : Guillaume (Guillaume DUPAS)
Contributeur Guillaume DUPAS Gu5835e07c1389f
Cours vu 233 fois ★★☆☆☆
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