Câblage four

TP4: PRESENTATION
FOUR
RELAIS STATIQUE
• Le relais statique est un composant
électronique réalisant une fonction
d’interface entre un circuit de
commande, généralement bas
niveau, et un circuit de puissance
alternatif ou continu connecté à des
charges pouvant être de forte
puissance ( résistances, moteur,
pompes, électrovanne…)
• De plus cette fonction s’effectue de
manière totalement statique, sans
pièce en mouvement, conférant au
composants une durée de vie quasi
illimitée.
STRUCTURE D’UN RELAIS
STATIQUE
•
Le relais statique, également appelé SSR ( Solid State Relay), comporte 5
fonctions tels que décrites ci-dessous.
•
Cette structure est techniquement équivalente et comparable a celle d’un relais
électromécanique EMR ( Electro Mechanical Relay).
CARACTERISTIQUE DU
RELAIS STATIQUE
LE THYRISTOR
•
L’élément de commutation le plus couramment utilisé dans un SSR à sortie
alternative en raison de sa capacité à commuter des courants pouvant aller
jusqu’à plusieurs millier d’Ampères tout en limitant la chute de tension à ses
bornes à des valeurs faibles ( 2Volts max) et supporter des pointes non
répétitives de courant égale à 10 ou 12 fois le courant nominal pou rlequel il
est défini. Le thyristor supporte par ailleurs des tension inverses de crête
pouvant aller jusqu’à plusieurs Kv.
AVANTAGES ET
INCONVENIENTS DU RELAIS
STATIQUE
• Avantages:
• Inconvénients:
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- Tension résiduelle de sortie
- Sortie AC ou DC
- Radiateur fréquemment requis
- Utilisation petits signaux en sortie
- Tenue aux tensions transitive
- Courant de fuite non nul
- Contact simple
Faible puissance de commande
Commutation synchrone
Commutation asynchrone
Bruit électromagnétiques faible en synchrone
Durée de vie et fiabilité
Temps de réponse faible
Pas de pièce mécanique en mouvement
Pas d’usure mécanique
Comptabilité avec circuit digitaux
Résistance aux chocs
Pas de bruit acoustique
AVANTAGES DU RELAIS
STATIQUES PAR RAPPORT AU
RELAIS ELECTROMECANIQUE
• Absence de pièces mobiles , d'où une durée de
fonctionnement pratiquement illimitée.
• Absence d'arcs (antidéflagrant) ,
• Entièrement surmoulé donc fonctionnement sans problème
en atmosphère polluée (poussière, gaz, etc.....) ,
• Silencieux,
• Résistant aux chocs et aux vibrations
RELAIS ASYNCHRONE
• Principe de la commutation instantanée:
La commutation de puissance a lieu dès l’application de la tension de commande.
Il est, soit utilisés pour réaliser des gradateurs à angle de phase, soit en tout ou
rien sur des charges inductives (relais, contacteurs, transformateurs) afin de
limiter le doublement du courant nominal ou la saturation. Il est parfois utilisé
en remplacement du relais synchrone quand le synchronisme subit un
problème de fonctionnement.
SON FONCTIONNEMENT
•
Les relais a commutations instantanés sont généralement utilisés dans les
applications qui requierent des temps de réponses très faible ou pour la
commutation des charges résistives ou inductive avec toutefois un facteur
de puissance <0.7 . Il conviendra de veiller a la protection en entrée de ce
type de relais, surtout dans le cas d’une utilisation en environnement
électromagnétique fortement perturbé.
COMMUTATION AU PASSAGE
A ZERO
La commutation synchrone se caractérise par une commutation de la
puissance sur la charge, que lors du premier passage a zéro de la
tension du réseau, après application du signal de commande sur
l’arrivée.L’enclenchement du relais ne se fera pas précisément a zéro
volt mais à une tension de valeur suffisante pour activer l’ensemble du
circuit interne du SSR. Cette tension est appelée tension de
synchronisation, et à une valeur voisine de plus ou moins 15 volts,
fonctions du circuit interne du SSR, ce qui correspond a un retard de
phase négligeable de l’ordre de 2 ou 3 degrés pour une tension réseau
240 vac.
RELAIS SYNCHRONE
•
« Synchrone » signifie commutation au zéro de tension. Un relais synchrone se ferme
quand la tension au borne du thyristor est proche de zéro ce qui correspond sur charge
résistive au zéro secteur. L’avantage est de limité les variations rapide de courants à la
fermeture des sources de perturbation électromagnétique. Il est le plus utilisé sur les
charges résistives(chauffages,lampes) capacitives, lampes à décharge compensées,
moteur monophasé, moteur triphasé notamment pour les redémarrage à la volée.
FONCTIONNEMENT GENERAL
« synchrone », »asynchrone »
•
•
Tout d’abord, les relais statiques synchrone sont utilisés pour les charges résistives, alors
que les relais statiques asynchrone sont destinés aux contrôles de moteur et au pilotage
de transformateurs.
Le circuit d’adaptation recoit le signal de commande, et donne l’ordre de conduction à
l’élément de puissance de façon que la commutation se produise, soit au début de
l’alternance qui suit l’application de la commande (version synchrone) soit
instantanément à l’instant de la commande (version asynchrone).
PROTECTION DES RELAIS
STATIQUES CONTRE LES
COURTS-CIRCUIT
Lors d’un court-circuit, la ligne doit être protégé suivant les normes en vigueur ( NFC15100
; CEI 364) et donc disposé d’un dispositif capable d’interrompre le courant dans un
temps réduit en protégeant les personnes et le matériel. Ce dispositif de coupure devra
être d’autant plus rapide, s’il est associé avec un relais statique classique à thyristor ou a
triac, car ses éléments ne supportent qu’un courant de point limité.
DEFINIR UN BON RELAIS
POUR CHARGE MOTEUR
TRIPHASE
Démonstration: - U= 400V ; P= 15 KW
Rendement du moteur: 0,8 pour un moteur < 5 KW
Rendement du moteur: 0,9 pour un moteur >5KW
Energie électrique: 0,8 pour un moteur <5 KW
Energie électrique:0,9 pour un moteur >5 KW
V3=1,732=courant en ligne
I=15000/400*1,732*0,9*0,9= 26,7 A
Le calibre du relais doit être: - I du relais= 4*I moteur >>> 106,8
Il faut donc utilisé un relais 125 A