Relais statiques
Le rôle des interrupteurs fiables dans les systèmes d'automatisation modernes est très important. En termes de domaines technologiques modernes, tels que les systèmes de communication, l'électronique grand public et automobile ou l'automatisation industrielle, il y a partout une transition progressive mais claire des schémas de commutation familiers vers les schémas conventionnels. relais électromagnétiques et déplacer les démarreurs de contact vers des outils de commutation plus fiables tels que des relais à semi-conducteurs.
Les semi-conducteurs remplacent de plein droit les dispositifs de commutation et de contrôle mécaniques, même dans les circuits avec de fortes charges de courant, car le processus d'amélioration des semi-conducteurs chaque année plaît avec des caractéristiques de plus en plus élevées des interrupteurs de puissance.
Le relais à semi-conducteur contient dans sa conception de puissants interrupteurs de puissance qui remplacent avec succès les contacts des relais, démarreurs et contacteurs électromagnétiques traditionnels. Ces relais statiques avancés peuvent commuter des charges jusqu'à 250 ampères tout en étant plus fiables.
L'isolation galvanique des circuits de commande et d'exécution ne nécessite pas de mesures d'isolation supplémentaires pour un tel relais. Les relais à semi-conducteurs servent d'interface où les circuits de commande basse tension et les circuits d'alimentation haute tension sont isolés les uns des autres. La structure des relais à semi-conducteurs de différents fabricants est relativement similaire et tous les relais de ce type ne présentent que de très petites différences.
Le circuit d'entrée d'un tel relais statique peut consister en une résistance en série avec un optocoupleur, ou il peut être plus complexe. La fonction du circuit d'entrée est de recevoir un signal de commande pour une commutation ultérieure.
Plus bas dans le circuit se trouve l'isolation optique, qui assure l'isolation entre les circuits d'entrée, intermédiaire et de sortie du relais à semi-conducteurs. Le signal d'entrée est traité par un circuit de déclenchement qui commande la commutation de la sortie du relais statique.
Le circuit de commutation fournit une tension à la charge. Habituellement, cette partie est constituée d'un transistor, d'un thyristor ou d'un triac.
Pour un fonctionnement fiable des relais statiques dans diverses conditions, y compris des charges inductives, un circuit de protection est nécessaire. Cependant, malgré la présence d'un circuit de protection dans tous les relais à semi-conducteurs, il existe encore diverses modifications, et certains de ces relais ne permettent pas de charges inductives, tandis que d'autres leur sont spécialement adaptés.
Les semi-conducteurs de puissance ont une certaine résistance interne, donc lorsque la charge est commutée, le relais à semi-conducteurs chauffe. Lorsqu'il est chauffé au-dessus de 60 degrés Celsius, la valeur admissible du courant commuté diminue, par conséquent, dans des conditions de fonctionnement sévères, un tel relais nécessite une dissipation thermique supplémentaire.Un radiateur ou même un refroidissement par air est utilisé pour cela.
Pour les charges inductives, il est recommandé de fournir une réserve de courant admissible 2 à 4 fois, et si nous parlons de la commande d'un moteur asynchrone, la réserve de courant doit être dix fois.
La tension actuelle lors du contrôle d'une charge puissante de nature active est éliminée en utilisant un relais de commutation à courant nul, ces relais sont équipés d'une unité de commande de circuit de déclenchement supplémentaire qui empêche le démarrage en surcharge. Mais lors de la commande d'une charge de nature capacitive ou inductive, une marge de courant considérable doit être prévue.
En règle générale, un relais CC à courant constant dispose déjà d'une réserve pour une triple augmentation à court terme (pas plus de 10 millisecondes) du courant nominal en cas de surcharge au démarrage, et des relais à thyristors - décuplés.
Pour la résistance au bruit impulsionnel, un circuit RC est installé dans un relais solide en parallèle avec le circuit de sortie, mais pour une protection plus fiable, il est nécessaire de connecter des varistances externes en parallèle avec chacune des phases d'un tel relais.
En règle générale, la documentation technique fournie par le fabricant contient toutes les données complètes sur les caractéristiques d'un relais solide particulier, ses modes de fonctionnement autorisés et ses domaines d'application en général.