Les relais temporisés sont conçus pour mettre en œuvre une séquence prédéfinie de mise en marche et d'arrêt de divers dispositifs, éléments de circuit, signalisation d'alarme. À l'aide de dispositifs de commande temporelle, les délais de commutation et de commande prédéfinis sont formés. La plupart des conceptions de commande temporelle prévoient le réglage de la durée de l'intervalle ON ou OFF. Selon la conception du relais temporisé, le réglage peut se faire de manière mécanique, électronique ou programmée.
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Principe de fonctionnement des relais temporisés
Le principe de base du relais temporisé est de retarder l'enclenchement, le déclenchement ou la commutation de groupes de contacts de commande. La mise en œuvre du retard dépend de la conception de l'appareil. La commutation de l'élément d'actionnement est commune à tous les relais des différents types. Sur cette base, on distingue deux groupes de dispositifs relais :
- Avec un arrêt différé ;
- avec retard à l'allumage.
De nombreux relais permettent de changer le type de commutation ou d'avoir les deux.
Le principe du contrôle de la temporisation et du contact dépend de la conception du relais, mais l'algorithme général est le suivant :
- au démarrage, le groupe de contacts est actionné, organisé en fonction du type de commutation (pour les relais temporisés à commutation retardée, les contacts sont fermés);
- en même temps que le mécanisme de temporisation est actionné (le démarrage de l'oscillateur d'horloge dans les appareils électroniques);
- Après l'écoulement de l'intervalle défini, le groupe de contact inverse son état.
Le relais à trois étages se caractérise par un algorithme de fonctionnement plus complexe. La séquence d'opération est la suivante :
- Circuit ouvert.
- Commencez. Le circuit est fermé, le compte à rebours commence.
- Fin de la lecture. Circuit fermé.
Dans les dispositifs cycliques, la séquence ci-dessus est répétée plusieurs fois.
La temporisation est déclenchée manuellement ou automatiquement par la fermeture directe des contacts de puissance ou par un électro-aimant agissant sur le mécanisme.
Les relais temporels avec une fonction d'activation retardée de la même manière.
Types et classification
Les types d'interrupteurs horaires suivants sont utilisés, qui permettent de classer l'interrupteur horaire
- pneumatique ;
- moteur ;
- électromagnétique ;
- horloge (ancre);
- électronique.
La différence suivante est la valeur de la tension d'alimentation de l'électroaimant de commande, qui effectue l'actionnement initial de l'actionneur ou du mécanisme, et de l'électroaimant, qui commande la commutation des bornes de sortie. Les types de relais temporisés les plus courants sont tension:
- Tension de 12 V DC ;
- 24 V DC ;
- 220 volts AC.
Les relais temporisés 380V sont utilisés dans les réseaux triphasés avec connexion en triangle.
La tension de fonctionnement est différente de la tension de commutation, qui dépend de la conception et de la puissance des groupes de contacts. La tension de fonctionnement est nécessaire pour le fonctionnement de l'appareil et doit se situer dans les limites strictement définies. La tension minimale de commutation n'est pas limitée. Si les valeurs admissibles sont dépassées, il y a un risque de rupture entre les contacts.
Il en va de même pour le courant de commutation. Si le courant dépasse la valeur admissible, il peut entraîner une brûlure ou un frittage des groupes de contacts, ou un arc électrique lors de la rupture du contact.
La tension de fonctionnement est dictée par les exigences de sécurité. Plus la puissance du solénoïde d'actionnement est élevée, plus la consommation de courant est importante. Les relais temporisés de 24 volts sont les plus courants, car il s'agit de la combinaison la plus avantageuse de tension et de consommation de courant du relais.
Dans les véhicules, on utilise des relais temporisés avec une tension d'alimentation de 12 V, car c'est la valeur la plus courante sur le réseau de bord du véhicule. Par exemple, des relais temporisés pour la commande des essuie-glaces et des indicateurs de direction. Les groupes de contact de ces dispositifs sont très fiables et disposent d'une grande réserve de courant pour éviter les brûlures, car la sécurité routière dépend d'un fonctionnement sans problème.
Tous les types susmentionnés permettent de réaliser des relais temporisés multicanaux. Dans ce cas, les circuits sont commutés par plusieurs groupes de contacts indépendants. Dans les conceptions simples, les groupes sont actionnés simultanément, dans les conceptions complexes, en fonction de l'algorithme programmé.
Une grande variété dans le nombre de groupes et l'algorithme de fonctionnement est fournie par les dispositifs électroniques. Les circuits conçus avec des microcontrôleurs ont un faible encombrement, limité uniquement par le type et la taille des éléments d'actionnement qui commutent la charge.
La fiabilité des dispositifs et des mécanismes dépend de l'adéquation de la conception. Le choix d'un relais temporisé réside dans la sélection d'un type qui répond à toutes les exigences, notamment :
- tension de fonctionnement ;
- la tension et le courant de commutation ;
- la durée des intervalles de temps ;
- la précision du réglage du délai ;
- opération de mise en marche ou d'arrêt ;
- commande de mise en marche et d'arrêt.
Relais à temps cyclique
Ce type de relais temporel génère automatiquement et en continu des périodes de temps définies. Si vous vous demandez pourquoi les relais cycliques sont nécessaires, sachez qu'ils sont le plus souvent utilisés dans les cas suivants systèmes de contrôle automatique de l'éclairage (éclairage public, élevages, aquariums, etc.).
Électromagnétique
Les dispositifs électromagnétiques sont également connus sous le nom de relais temporisés électromagnétiques. Ils se caractérisent par leur construction simple et sont utilisés dans les systèmes de relais automatiques. La bobine du solénoïde contient une bobine court-circuitée en forme de cylindre de cuivre, qui empêche la montée et la descente rapide du flux magnétique, et par conséquent, l'armature du système mobile se déplace avec un certain retard. Le temps de retard à l'actionnement est de 0,07 à 0,11 seconde, et au relâchement de 0,5 à 1,4 seconde. Inconvénients :
- impossibilité de corriger le temps de retard ;
- fonctionnement uniquement en courant continu.
Pneumatique
Le ralentisseur dans cette conception est un amortisseur pneumatique, qui est alimenté en air par un orifice calibré. Sa section de passage est réglée par une aiguille avec une vis spéciale.
Avantages : ne nécessite pas d'alimentation électrique.
Inconvénients :
- Faible précision du timing (plus de 10 %.);
- la susceptibilité à la contamination de l'air.
Moteur :
Représente un moteur synchrone qui entraîne un arbre avec des groupes de contact par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses. Peut inclure un accouplement électromagnétique qui découple l'arbre moteur de la boîte de vitesses. Le temps de maintien varie de quelques secondes à des dizaines d'heures.
Inconvénients :
- une mauvaise précision des temps d'arrêt ;
- ne fonctionne que dans une plage de température étroite ;
- Le mécanisme nécessite un nettoyage et une lubrification réguliers.
Avec horloge et mécanisme d'ancrage.
Construit sur le principe des montres mécaniques. Dans l'industrie, un enrouleur de courant est utilisé pour enrouler le ressort. Plus le courant dans le bobinage est élevé, plus le ressort est comprimé et plus le mouvement est rapide. Ils ne sont pas très précis dans la mise à l'heure. Le réglage d'un relais mécanique est similaire au réglage d'un réveil.
Électronique .
La classe de dispositifs la plus courante. Ils sont fabriqués avec des composants électroniques. L'oscillateur de fréquence ou la synchronisation de la fréquence du réseau est utilisé comme élément de réglage du temps.
Ils se caractérisent par la fenêtre de fréquence la plus large. L'intervalle minimum est en microsecondes et l'intervalle maximum en jours, mois et années. Les pas de fréquence sont réglés électroniquement (via des interrupteurs) ou de logiciels (en modifiant les coefficients du programme interne ou par l'intermédiaire d'une interface provenant d'un équipement externe).
Le relais heure, jour ou semaine est souvent une option dans les horloges électroniques.
Les relais temporisés électroniques offrent la plus large gamme d'options de circuits de commande, y compris les versions multicanaux ou le fonctionnement cyclique.
Des clés à semi-conducteurs ou des électro-aimants avec différents groupes de contacts sont utilisés comme actionneurs pour commuter la charge du relais.
Les avantages des appareils électroniques sont les suivants :
- la plus large gamme de réglage du délai ;
- la plus petite taille et le plus petit poids ;
- haute fiabilité ;
- la plus grande précision dans le réglage des intervalles de temps.
La précision de l'exposition dépend uniquement de la stabilité de la fréquence de l'oscillateur maître. L'utilisation d'oscillateurs à cristaux thermiquement stabilisés permet d'atteindre une précision de l'ordre du millième de pour cent.
InconvénientsLes circuits de relais temporisés présentent les inconvénients suivants : la nécessité d'une alimentation externe pour faire fonctionner les composants électroniques.
Les relais temporisés existent dans une grande variété de circuits. Ils vont du plus simple au plus complexe, basé sur un microcontrôleur.
Applications
Les relais temporisés sont utilisés dans des applications où il est nécessaire de respecter strictement les intervalles de mise en marche et d'arrêt des équipements, et de fournir des signaux à des intervalles prédéfinis.
Les conditions et exigences locales imposent l'utilisation de tel ou tel type de dispositif.
Les appareils électroniques sont capables de remplacer tout ce qui précède, à condition de disposer d'une alimentation électrique externe.
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