Le principe de fonctionnement du relais de courant: dispositif et but

Relais de courant électromécanique

Qu'est-ce qu'un relais de courant? Une telle question se pose souvent chez les étudiants et les électriciens autodidactes. La réponse est assez simple, mais dans les manuels scolaires et de nombreux articles sur Internet, il contient une énorme quantité de formules et de références à diverses lois. Dans notre article, nous allons essayer d'expliquer ce que c'est et comment cela fonctionne littéralement sur les doigts.

Dispositif relais actuel

Commençons par le principe du relais actuel et de son dispositif. Il existe actuellement des relais électromagnétiques, à induction et électroniques.

Nous allons démonter le dispositif des relais électromagnétiques les plus courants. En outre, ils permettent de comprendre le plus clairement leur principe de fonctionnement.

Dispositif de relais de courant electromagnetique

• Commençons par les éléments de base de tout relais actuel. Il possède nécessairement un noyau magnétique. De plus, ce noyau magnétique a une zone avec un entrefer. Il peut y avoir 1, 2 ou plusieurs espaces de ce type en fonction de la conception du circuit magnétique. Sur notre photo, il y a deux telles lacunes.
• Sur la partie fixe du circuit magnétique, il y a une bobine. Et la partie mobile du circuit magnétique est fixée par un ressort qui contrecarre la connexion des deux parties du circuit magnétique.

Le principe de fonctionnement du relais de courant électromagnétique

• Lorsqu'une tension apparaît sur la bobine, des champs électromagnétiques sont induits dans le circuit magnétique. De ce fait, les parties mobiles et fixes du circuit magnétique deviennent deux aimants à connecter. Le printemps ne leur permet pas de le faire.
• Au fur et à mesure que le courant dans la bobine augmente, la force électromotrice augmente. En conséquence, l’attraction de la section mobile et fixe du circuit magnétique augmentera. Lorsqu'une certaine valeur d'intensité de courant est atteinte, la force électromotrice est si élevée qu'elle surmonte la résistance du ressort.
• L'entrefer entre les deux sections du circuit magnétique commencera à diminuer. Mais comme le disent les instructions et la logique, plus l'entrefer est petit, plus la force d'attraction devient grande et plus les noyaux magnétiques sont connectés rapidement. En conséquence, le processus de commutation prend des centièmes de seconde.

Il existe des relais actuels de différents types de performance

• Les contacts mobiles sont fixés de manière rigide à la partie mobile du circuit magnétique. Ils se ferment avec des contacts fixes et signalent que le courant sur la bobine du relais a atteint la valeur définie.

Réglage de réinitialisation actuel

• Pour revenir à sa position d'origine, le courant dans le relais doit diminuer comme dans la vidéo. La diminution dépend du soi-disant coefficient de retour du relais.

Cela dépend de la conception et peut également être personnalisé individuellement pour chaque relais en raison de la tension ou de l'affaiblissement du ressort. Il est tout à fait possible de le faire vous-même.

Objet et méthodes de connexion du relais de courant

Les relais de courant et de tension sont les éléments principaux de presque toutes les protections de base. Par conséquent, examinons de plus près leur portée et leur schéma de câblage.

But du relais actuel

Et tout d’abord, voyons, mais pourquoi avons-nous réellement besoin de ce relais actuel? Pour répondre à cette question, nous devrions plonger un peu dans la théorie. Mais nous allons essayer de le rendre aussi superficiel et accessible que possible.

• Toute installation électrique a deux paramètres principaux de son travail - il est courant et tension. En contrôlant ces deux paramètres, il est possible d'évaluer les performances de l'équipement et les éventuels dysfonctionnements.
• Comme vous pouvez le deviner, le relais de courant contrôle le courant. Et si sa diminution ne parle que d'une réduction de charge, son augmentation indique dans la plupart des cas un dysfonctionnement grave. Afin de ne pas examiner la question plus en détail, prenons l'exemple du moteur électrique.

Circuit de protection moteur relais

• Le moteur a un courant nominal, par exemple 50A. Une légère augmentation du courant, jusqu’à 55A, signale une surcharge. Dans ce cas, le moteur ne doit pas être arrêté immédiatement, car la surcharge peut être temporaire. Selon l'EI, la plupart des moteurs électriques peuvent être périodiquement surchargés.
• Mais un fonctionnement continu avec un courant nominal plus élevé peut signaler une défaillance mécanique ou d'autres problèmes. Par conséquent, après le chargement, après un certain temps, le moteur doit être arrêté.

Circuit de protection de surcharge

• Les circuits de relais de courant et de temps fournissent une telle protection. Lorsque le courant dépasse la valeur nominale de 50A, le relais de courant est activé. Avec ses contacts, il déclenche un relais temporisé qui compte le temps de fonctionnement admissible du moteur à l'état éteint. Si pendant cette période le relais de courant ne disparaît pas, alors le relais de temps est activé et éteint le moteur électrique.

Faites attention! La protection contre les surcharges doit être reconstruite à partir du moment du démarrage du moteur. Comme vous le savez, lors du démarrage, le courant de démarrage peut atteindre jusqu'à dix fois le courant nominal (généralement cinq ou six fois). Par conséquent, pour éviter un déclenchement erroné de la protection contre les surcharges, la temporisation doit être plus longue que le temps d’inversion du moteur.

Courant de coupure

• Maintenant, prenons une autre situation . Il y a un court-circuit sur notre moteur. Il doit être désactivé dès que possible. Un court-circuit est caractérisé par une forte augmentation du courant. Selon le type de court-circuit, ces courants peuvent dépasser 10 fois la valeur nominale.
• Sur cette base, nous devons installer un relais de courant, dont le circuit va réagir à un tel courant, et l'éteindre immédiatement. Une telle protection s'appelle une coupure de courant. Lorsque la protection met instantanément l'équipement électrique hors tension lorsqu'une certaine valeur de courant est atteinte.

Relais temporisés

• Mais il y a des courts-circuits qui n'ont pas de tels courants. Dans ce cas, le relais de courant et son schéma de câblage changent quelque peu. Son principe de fonctionnement est similaire à la protection contre les surcharges, mais plus le courant est élevé, plus vite notre moteur électrique s'éteindra. Ceci est réalisé en combinant dans un appareil et le relais temporisé et le courant. Une telle protection est appelée surintensité.

Protection de courant intégrée dans l'interrupteur

• Il existe également une protection contre les défauts de terre monophasés, une protection contre les courants inverse, une protection différentielle, une protection de distance et de nombreux autres circuits de relais utilisant un relais de courant.

Mais ce sont déjà des défenses plus spécifiques qui nécessitent une compréhension plus approfondie des processus. Par conséquent, dans notre article, nous ne les considérerons pas.

Schémas de connexion de relais actuels

Après avoir examiné l'appareil et le but du relais actuel, vous pouvez vous poser la question de leur connexion. Il existe deux options principales - directement ou via un transformateur de courant.

Regardons chacune de ces options:

• Les relais peuvent être directement connectés aux installations électriques avec une tension allant jusqu'à 1000V. Cela est dû au fait qu’avec une tension plus élevée, les dimensions du relais devraient être considérablement augmentées afin d’assurer une isolation adéquate et le passage de courants importants. Et pour cette raison, le prix du relais augmenterait également.

Relais de courant directement connecté

• Les consommateurs jusqu’à 1 000 V ne sont généralement pas les plus responsables. Par conséquent, la protection s’applique en une ou deux phases. Mais il est possible de mettre en œuvre la protection sur les trois phases. Pour ce faire, simplement en série avec la charge, la bobine du relais de courant est activée sur une ou plusieurs phases.

Relais de courant

• De nombreux relais actuels contiennent deux bobines. Pour eux peuvent être utilisés en connexion en série ou en parallèle des enroulements du relais de courant. Ceci est nécessaire pour modifier les limites de fonctionnement du relais.
• A titre d'exemple, prenons le relais PT 40. Lorsque les bobines sont connectées en parallèle, le courant de réponse varie de 0,1 à 100A. Lorsque les enroulements sont connectés en série, la limite de fonctionnement peut être ajustée dans la plage de 0,2 à 200 A.

Faites attention! Si vous avez besoin d'une limite de réponse de 0,1 à 100 A, il est en principe impossible de connecter le deuxième enroulement.

Transformateur de courant 6 - 10kV

Transformateur de courant 110kV et plus

• Le plus souvent, les circuits électriques de connexion de relais de courant impliquent l'utilisation de transformateurs de courant. Ces appareils vous permettent de convertir tout courant en valeurs de 1 ou 5 A.

Schéma de câblage du relais de courant par transformateur de courant

• Ces consommateurs étant généralement considérés comme responsables, la protection actuelle est mise en œuvre à chaque phase . Le principe de connexion est simple. La bobine de relais est simplement connectée aux bornes du transformateur de courant.

Attention! Mais ici, il faut se rappeler que les transformateurs de courant et tous les commutateurs secondaires fonctionnent en mode proche du court-circuit. Par conséquent, la coupure de tels circuits est lourde de dommages pour le transformateur de courant, ainsi que de graves conséquences pour les humains. Par conséquent, avant d’effectuer une commutation dans des circuits de courant, ceux-ci doivent être court-circuités avec un cavalier. Ou faire allumer le matériel électrique, dérivé en réparation.

Conclusion

Le relais de courant et le circuit électrique de sa connexion présente de nombreuses nuances. Si vous allez dans chacun, vous obtenez un manuel complet. Notre objectif était de vous donner une idée générale de ce relais dans la langue la plus accessible. Par conséquent, certaines questions de notre article ne sont pas complètement divulguées ou simplement. Plus de détails sur chaque aspect doivent être compris sur la base des conditions existantes.