Annexe technique/glossaire

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1 Sommaire Interfaces relais et relais statiques Comparaison.2 Annexe technique : Interfaces relais.4 Glossaire : Interfaces relais.8 Annexe technique : Relais statiques.28 Glossaire : Relais statiques /2013.1

2 Interfaces relais et relais statiques Comparaison Interfaces relais et relais statiques Comparaison Avantage des relais électromécaniques + Possibilité de fonctionnement en courant alternatif et continu dans le circuit de puissance Utilisation universelle (avantageuse comme interface entre différentes partie des installations) + Pas de courant de fuite dans la charge Un semi-conducteur n offre pas d isolation à 100 % + Faible tension résiduelle dans le circuit de la charge Faible chute de tension + Pas de perte de puissance dans le circuit de la charge Contrairement au semi-conducteur de l optocoupleur, aucune résistance électrique, provoquant une chauffe lors de la charge, sur les contacts des relais électromécaniques. Les refroidisseurs ne sont donc pas nécessaires. + Possibilité de plusieurs contacts Un signal de commande commute plusieurs charges. + Circuit de commande insensible aux transitoires *) La tension de fermeture de la bobine électromagnétique évite des commutations indésirables liées aux fluctuations de tension.. Contact mobile Armature Ressort de rappel Contact fixe Bobine *) pour une explication en détail du concept, voir Glossaire en page.8 et suivantes /2013

3 Interfaces relais et relais statiques Comparaison Le choix entre relais électromécanique et relais statique doit se faire en fonction des contraintes et des avantages et inconvénients des deux variantes : Avantage des relais statiques (SSR) + Vie utile élevée et haute fiabilité Sans pièces mobiles ni usure aux contacts + Dimensions réduites Économies de place sur circuit imprimé et rail profilé + Puissance de commande réduite Aucune pièce mécanique ne se déplace mais une LED est activée + Temps de réponse courts Commutation rapide, et donc possibilité de haute fréquence + Pas de rebonds de contacts D où diminution du retard de commutation + Pas de bruit de commutation Bien adaptés pour les environnements où les bruits sont gênants + Insensibles aux chocs et aux vibrations Absence de commutations involontaires + Pas de rayonnement électromagnétique dû à des étincelles ou des bobines Pas de parasitage des cartes électroniques voisines ni des composants électroniques Boîtier Emetteur (LED) Récepteur (Transistor) /2013.3

4 Annexe technique : Interfaces relais Interfaces relais Aperçu Arrière-plan historique La notion de relais était à l origine un endroit où les cochers pouvaient changer de chevaux. Le physicien anglais Charles heatstone ( ) lui donna une toute autre signification. A l époque de heatstone les trains qui démarraient étaient annoncés à la gare suivante par un coup de sonnette. Pour cela, une batterie située dans la première gare était reliée dans la deuxième gare à une sonnette. Mais les gares étaient éloignées de plusieurs kilomètres et la puissance disponible au niveau de la deuxième gare était souvent insuffisante pour déclencher la sonnette. heatstone trouva un système qu il fit installer dans la deuxième gare. Ce système fonctionnait même avec un faible courant. Le système commandait un circuit intermédiaire qui actionnait la sonnette. Ce fut la naissance du relais électromagnétique. Fonctionnement du relais Un relais est commutateur électromagnétique qui se compose de deux circuits isolés galvaniquement. Il y a tout d abord un circuit de commande et ensuite un circuit de travail équipé d un contact. Dès que le circuit de commande est activé la bobine crée un champ magnétique dans le noyau qui attire la palette. Le levier actionne le commutateur en sortie, le contact travail (à fermeture) se ferme et le contact repos (à ouverture) s ouvre. Lorsque le circuit de commande est coupé le champ magnétique disparaît et la palette est rappelée par un ressort dans sa position initiale. Le levier ramène le commutateur dans sa position de repos, le contact travail s ouvre et le contact repos se referme. a Isolation u r Actionneur A1 Etrier Base du relais Bobine Noyau Bobine A2 Palette Ressort de rappel Le relais permet donc de commuter des charges élevées avec de faibles puissances - comme celle d une pile - et fonctionne comme un commutateur de puissance. Grâce à l isolation galvanique le relais permet de supporter des différences de potentiels entre l entrée et la sortie. Si, en plus, il dispose de plusieurs contacts de travail, le relais peut être utilisé comme multiplicateur de signaux. Du relais à l optocoupleur Le relais n est pas conçu pour être directement utilisé dans l environnement industriel. Pour les applications industrielles on peut utiliser le composant relais de deux manières : soit en le montant de manière appropriée sur un circuit imprimé, soit en l embrochant sur un socle relais spécialement conçu à cet effet. Le modèle et la puissance de l interface relais définissent en règle générale le type d application pour lequel cette interface est utilisable. Par exemple, les modules à relais équipés d un relais débrochable ne sont pas destinés à être utilisés dans des environnements où règnent de fortes vibrations. Dans ce cas il est conseillé d utiliser des relais soudés. Les petits modèles compacts comme les relais de la gamme RIDERSERIES s utilisent dans les petits coffrets de distribution alors que les relais de la gamme TERMSERIES, grâce à leur forme étroite, permettent de gagner de la place dans l armoire de commande. Isolation de sécurité Tous les équipements qui présentent une isolation de sécurité sont conçus de telle manière que l isolation ne soit en aucun cas touchée en cas de problème mécanique. Si un problème mécanique apparaît (picot à souder tordu, fil de bobine rompu ou ressort cassé) l isolation de sécurité doit continuer à être garantie. Les relais sont spécifiés et testés selon l EN Cette norme ne fait pas référence l EN (Équipement électronique utilisé dans les installations de puissance) et ne définit pas l isolation de sécurité. Pour compliquer la situation les tensions d essais données pour un relais mettent en oeuvre d autres conditions de mesure. Les tensions d essais ne peuvent donc pas être déduites des normes EN et EN Toutefois, comme les utilisateurs utilisent de plus en plus d équipements qui garantissent une isolation de sécurité, de nombreux fabricants de relais se réfèrent à l EN et effectuent leurs tests d après cette norme. Les valeurs fournies correspondent alors à celles de l isolation de sécurité /2013

5 Annexe technique : Interfaces relais Normes Les normes particulières suivantes sont utilisées pour définir les exigences : Interfaces à relais DIN EN 50178: Équipement électronique utilisé dans les installations de puissance Relais DIN EN : Relais électromécaniques élémentaires (relais électroniques élémentaires sans temporisation) Partie 1 : exigences générales et de sécurité Socles relais DIN EN Connecteurs Prescriptions de sécurité et essais CEM Compatibilité électromagnétique DIN EN Partie 6-1 : normes génériques Immunité pour les environnements résidentiels, commerciaux et de l industrie légère DIN EN Partie 6-2 : normes génériques Immunité pour les environnements industriels Circuit de bobine Dans les circuits DC l inductivité de la bobine du relais crée au moment de la coupure une surtension qui peut perturber, voire détruire, les circuits électroniques amont de commande. Une diode de roue libre branchée en parallèle sur la bobine limite cette tension de coupure, protège l électronique de commande et évite la propagation par induction de cette surtension sur les autres lignes de signaux. Les câbles de grande longueur sont soumis à des perturbations électriques et électromécaniques importantes. Cela entraîne des défauts de fonctionnement ou même la destruction des interfaces à relais. Les perturbations induites et les courants résiduels des cartes de commandes peuvent également faire en sorte que le relais ne puisse plus retomber. Comme les normes limitent la tension de retombée d un relais à environ 15 % de la tension nominale la tension résiduelle peut suffire à empêcher le relais de retomber. Pour éviter ce phénomène on peut brancher en entrée une combinaison RC qui filtre les perturbations et crée une charge capacitive pour la tension parasite. Dans la gamme TERMSERIES ces circuits sont déjà intégrés dans l électronique en usine et dans la gamme RIDERSERIES ils sont disponibles en option sous forme modulaire. Les mêmes principes sont valables que pour la protection des contacts. DIN EN Partie 6-3 : normes génériques Norme sur l émission pour les environnements résidentiels, commerciaux et de l industrie légère DIN EN Partie 6-4 : normes génériques Norme sur l émission pour les environnements industriels /2013.5

6 Annexe technique : Interfaces relais Interfaces relais Aperçu Commutation de petites charges et de charges élevées Grâce à un auto-nettoyage permanent, c est avec des charges moyennes que la fiabilité des contacts de relais est la meilleure. Une augmentation de la charge provoque une dégradation plus importante des contacts et diminue la fiabilité quand le nombre de maoeuves augmente. La durée de vie diminue. Lorsque la charge diminue, l absence d étincelle augmente bien sûr la durée de vie qui se rapproche de la durée de vie mécanique, mais l absence de nettoyage du contact diminue sa fiabilité. Un contact de bonne qualité avec des courants faibles surtout si, en plus la tension de commutation est peu élevée, dépend du choix du matériau de contact. Les contacts en argent-nickel généralement utilisés dans la plupart des relais eidmüller sont adaptés pour des courants à partir d environ 10 ma. Ces contacts permettent de commuter aussi bien des courants faibles que des courants élevés. Cependant, à cause de la corrosion et de l absence d autonettoyage, il peut arriver avec des faibles courants que des défauts de contact occasionnels apparaissent. Plus le courant sera élevé, meilleur sera le contact grâce à l autonettoyage. L argent-nickel peut être utilisé comme matériau de contact. On n obtiendra cependant qu une fiabilité de commutation moyenne. Si c est acceptable, les relais standard courants représentent une solution économique. Pour les applications qui exigent une fiabilité de commutation élevée pour la commutation de faibles courants / faibles tensions il est conseillé d utiliser des contacts dorés qui ne sont pas sensibles à la corrosion et permettent donc de travailler en toute sécurité.. S il faut atteindre une fiabilité de commutation maximum, notamment pour la commutation de faibles courants / faibles tensions, il ne faut pas utiliser de relais. eidmüller conseille dans ces cas d employer des relais statiques. Les relais statiques excluent toute usure et abrasion imputables aux mouvements mécaniques. Circuit de protection des contacts La commutation de charges inductives ou capacitives provoque un arc qui réduit la durée de vie du relais. Les circuits suivants réduisent l usure des contacts : Diode + charge U D U S 1 2 t Diodes de roue libre (DC)) Les diodes de roue libre sont utilisées avant tout comme protection contre les surtensions générées par autoinduction lors de la coupure des charges inductives continues (moteur électrique, bobine de relais). Les pointes de tension qui apparaissent sont limitées à la tension directe de la diode et ce qui dépasse est absorbé par la diode. Cela retarde la coupure de la tension et ralentit de ce fait la commutation.. Avantage: utilisable sur toutes charges, faible surtension, faible encombrement, bon marché Inconvénient: temps de retombée très long Diode et diode zener + charge U ZD U S 1 2 t Diode Zener / diode d écrêtage (DC)) En conduction elles se comportent comme des diodes normales. En blocage elle deviennent passantes à partir d un certain seuil de tension (tension de claquage). Des surtensions dont le niveau d énergie est trop élevé peuvent conduire à la destruction des diodes Zener et des diodes d écrêtage. Avantage: faible surtension (déterminée par la Zener), temps de retombée faible Inconvénient: pas pour les charges importantes /2013

7 Annexe technique : Interfaces relais Varistor ( ) + ( ) U S charge VDR U VDR 1 2 t Varistor (AC/DC) Le principe de fonctionnement des varistors s appuie également sur l existence d une tension de claquage mais avec des temps de réaction plus rapides. Des énergies élevées peuvent être absorbées mais celles-ci conduisent cependant à un vieillissement du composant. Cela réduit au cours du temps la tension de claquage et augmente le courant de fuite. Avantage: faible surtension, temps de retombée court Inconvénient: courant de charge important à l appel, complexe et cher pour les charges importantes Combinaison RC ( ) + ( ) R U S charge U RC C 1 2 t Circuit RC (AC) Dans un circuit RC les pointes de tension sont compensées par un condensateur. Grâce aux caractéristiques de charge et de décharge les impulsions ne sont pas supprimées quand elles deviennent trop élevées mais elles commencent déjà être filtrées pendant la montée de la tension. C est pourquoi les circuits RC sont également utilisés comme protection contre les impulsions parasites pour éviter les mauvaises commutations. Avantage: temps de retombée court, économique Inconvénient: n est pas utilisable sur toute tension et pour tout courant U S = évolution de la tension 1 = fermeture 2 = ouverture /2013.7

8 Glossaire : Interfaces relais Glossaire : Interfaces relais A AC Agréments, marquages Se réfère autant aux valeurs variables comme la tension ou le courant qu aux appareils exploités de la façon appropriée ou à des valeurs qui se réfèrent à ces appareils. Les données sont valables pour 50 HZ dans la mesure rien d autre n est indiqué. Avec les marquages, des bureaux de certification et des sociétés de contrôle indépendants (officiels ou privés) confirment la conformité aux normes correspondantes et/ou le respect des propriétés spécifiques des produits. Remarque : les schémas de commande permettent une multitude de possibilités de variations, mais toutes les variantes ne sont pas définies comme types standard (numéros de commande) et probablement pas non plus contenues dans la liste des relais agréés. Caractéristiques techniques et types agréés sur demande. CSA Canadian Standards Association, Canada GL Germanischer Lloyd, Allemagne TÜV Technischer Überwachungs-Verein, Allemagne UL Underwriters Laboratories, Inc., Etats-Unis ; UR Component Recognition Mark for the United States cur UL Component Recognition Mark for Canada curus UL Component Recognition Mark for the United States and Canada culus UL Component Listing Mark for the United States and Canada VDE Instance de contrôle VDE, Allemagne (expertise avec surveillance de fabrication) B B10 Bobine AC, bobine à tension alternative Nombre de cycles de manœuvres d une charge, pour lesquels 10 % des relais sont coupés. La valeur permet de calculer la probabilité de défaillance d un système. Relais pour l excitation par tension alternative (AC). Les données sont valables pour 50 HZ dans la mesure rien d autre n est indiqué. C Caractéristiques des bobines Les caractéristiques des bobines sont spécifiées selon la norme CEI Dans la mesure où rien d autre n est indiqué, les valeurs sont valables sous les conditions suivantes : température ambiante 23 C, température de bobine égale à la température ambiante (bobine froide, pas de pré-excitation), 50 Hz pour une excitation de tension alternative, plage de travail classe 2, haute densité d implantation (distance de montage 0 mm). Un temps de montée relatif de 100 % (excitation permanente) est admissible. Catégorie d utilisation selon EN60947 (relais mécanique) AC1 : charges non inductives ou seulement faiblement inductives, par ex. éléments de chauffage AC14 : petites charges électromagnétiques (< 72 VA), par ex. protection miniatures AC15 : charges électromagnétiques (> 72 VA), par ex. protection de puissance DC1 : charges non inductives ou seulement faiblement inductives, par ex. éléments de chauffage DC13 : charges électromagnétiques, par ex. des électrovannes /2013

9 Glossaire : Interfaces relais Catégorie de surtension La catégorie de surtension d un circuit électrique ou d un système électrique est numérotée de façon conventionnelle (I à IV) et s appuie sur la limitation ou le contrôle des valeurs de la tension de choc admises, qui peuvent apparaître dans un circuit électrique (ou dans un système électrique avec différentes tensions de réseau). L affectation à une catégorie de surtension précise dépend des mesures qui sont mises en place pour influencer des surtensions - donc pour les réduire. CE Charges inductives Clé de codage des modèles Coller (contacts) Catégorie de surtension I Appareils qui sont destinés à un raccordement à l installation électrique fixe d un immeuble. En-dehors de l appareil, ou bien dans l installation fixe ou entre l installation fixe et l appareil, des mesures pour la limitation des surtensions transitoires ont été adoptées sur la valeur concernée. Catégorie de surtension II Appareils qui sont destinés au raccordement à l installation fixe d un bâtiment, par exemple les appareils ménagers, les outils portables, Catégorie de surtension III Appareils qui font partie de l installation fixe et autres appareils pour lesquels un niveau de disponibilité plus élevé est attendu, par exemple : tableaux distributeurs, sectionneurs de puissance, distributions (y compris câbles, barres collectrices, coffrets de distribution, interrupteurs, prises de courant) dans l installation fixe, et appareils à usage industriel, de même que les autres appareils tels que les moteurs stationnaires, à raccordement durable à l installation fixe. Catégorie de surtension IV Appareils destinés à être utilisés contre ou à proximité de l alimentation dans l installation électrique de bâtiments, et plus précisément de la distribution principale vers le réseau, par exemple: compteurs d électricité, disjoncteurs de surintensité et appareils à télécommande. Abréviation de : Communauté Européenne. Avec le marquage CE, le fabricant confirme la conformité du produit aux directives CE correspondantes et le respect des «exigences essentielles» qui y sont définies. Actuellement, c est la directive CEM 2004/108/CE et la directive basse tension 2006/95/CE qui sont contraignantes. voir catégories de fonctionnement Le schéma de commande permet une multitude de possibilités de variations, mais toutes les variantes possibles ne sont pas définies en tant que types standard (consignes de construction, désignations de commandes) dans la gamme de produits actuelle. Des versions spéciales sont possibles sur demande selon la spécification du client. Après la mise hors tension des bobines, l armature du relais ne revient pas en Retour situation de départ. Ceci se doit à une rémanence trop élevée dans le noyau en fer ou à une force de rappel trop réduite /2013.9

10 Glossaire : Interfaces relais Combinaison de relais et douille de connexion, Exigences d isolation Conception du contact Contacts à guidage forcé Couple nominal Courant à la mise sous tension Courant de commutation Courant de commutation max. La nouvelle norme de relais CEI décrit la combinaison de relais et d embase de connexion - les embases de relais doivent correspondre aux exigences de la norme CEI et aux exigences d isolation de la norme CEI Même si la douille de connexion suffit déjà seule pour satisfaire aux exigences d isolation ou dépasse même celles-ci, la combinaison d un relais et d une douille de connexion peut donner lieu à des distances d air et de fuite réduites et, de cette manière, à une tension nominale d isolation réduite. Il faut alors s attendre à des restrictions pour la combinaison relais / douille de connexion - comme par ex. une réduction de la plage de tension ou du degré de pollution. Dans le cas des relais miniatures à plusieurs pôles avec douilles de connexion qui affichent des petites distances entre les circuits de contacts, ceci doit être pris en considération. En plus des propriétés d isolation, les propriétés thermiques de la combinaison relais / douille de connexion sont d une grande importance (voir > courbes de dérating). Les douilles de connexion de différents fabricants ne peuvent pas être comparées directement, c est la raison pour laquelle les spécifications techniques sont uniquement garanties pour les combinaisons relais / douille de connexion autorisées. Si des combinaisons non autorisées entrent en jeu, des risques éventuels comme une réduction de la rigidité diélectrique ou un risque d incendie ne peuvent pas être exclus. La norme DIN décrit différentes fonctions de commutation des contacts de relais, ainsi que les configurations de contact définies, les constructions et les descriptions. Contact à fermeture : contact qui est fermé en position de travail d un relais et qui est ouvert dans sa position de repos. Contact à ouverture : contact qui est fermé en position de repos d un relais et qui est ouvert dans sa position de travail. Inverseur : un inverseur est composé d un contact à fermeture et d un contact à ouverture avec un raccordement commun (racine). Lors de l inversion de la position de commutation, c est d abord le contact auparavant fermé qui s ouvre, puis c est le contact ouvert qui se ferme. Remarque : l arc électrique de coupure peut donner lieu à une brève connexion électrique entre le contact à fermeture et le contact à ouverture. Disposition des contacts selon la norme EN 50205, avec au moins un contact à fermeture et un contact à ouverture ; construit mécaniquement de manière à ce que les contacts à fermeture et à ouverture de l ensemble du système à contacts ne puissent jamais être fermés en même temps, même en cas de défauts. De tels relais sont utilisés dans les commandes de la technique de sécurité pour la prévention de dommages corporels et matériels. La valeur indiquée pour le couple des vis (raccordements vissés) ne doit pas être dépassée. Indiqué en tant que courant de commutation avec charge ohmique qu un relais peut enclencher sous des conditions définies. Les données se réfèrent au contact à fermeture à la tension nominale et à une valeur de courant pour la durée de max. 20 ms pour au moins 100 cycles de manœuvres ou 4 s avec un temps de montée relatif de 10 %, dans la mesure où rien d autre n est indiqué. Intensité du courant qu un contact de relais enclenche ou coupe. Le courant de commutation max. indique quel courant maximal peut être commuté /2013

11 Glossaire : Interfaces relais Courant de montée / de retombée bobine AC/DC Courant nominal (contact) Courant permanent Courant permanent limite Cycle de manoeuvres Cycles d enfichage D DC Déclenchement Valeur du courant de bobine à laquelle un relais se déclenche ou retombe. Courant qu un contact de relais peut déclencher et couper sous des conditions déterminées, ou que les accessoires du relais peuvent conduire. L indication de courant nominal couvre les données suivantes, dans la mesure où rien d autre n est indiqué : Courant de contact, courant de commutation Courant permanent limite Pour les relais, les conditions sont définies sous > Durée de vie de contact; Pour les accessoires, le courant nominal est spécifié pour un temps de montée relatif de 50 % avec une fréquence de commutation nominale et une température ambiante de 23 C. Courant qui peut être conduit en permanence sans dépasser les seuils pour l échauffement des contacts sous certaines conditions. La valeur la plus élevée de l intensité du courant (valeur efficace avec courant alternatif) qu un contact fermé peut conduire durablement à des limites de températures spécifiées ; elle coïncide avec le courant permanent limite thermique Ith. Dans la mesure où rien d autre n est indiqué, les données sont valables sous les conditions suivantes : charge identique de tous les circuits de contact, tension d entrée 110 % de la tension nominale de bobine, température ambiante maximale, ouverture de ventilation ouverte, haute densité d implantation (distance de montage 0 mm), conditions de test selon la disposition pour le contrôle du réchauffement CEI EC annexe B. Déclenchement unique et retombée consécutive. Prises femelles et accessoires sont dimensionnés pour 10 cycles d enfichage sans charge électrique - dans la mesure où rien d autre n est indiqué. Se réfère à des valeurs électriques indépendantes du temps comme la tension ou le courant (DC, tension continue). Procédé par lequel un relais passe de la position de repos du contact à la position de travail du contact /

12 Glossaire : Interfaces relais Degré de pollution On entend par pollution tout matériau étranger - qu il soit solide, liquide ou sous forme de gaz (gaz ionisé) - qui peut influencer la rigidité électrique ou la résistance de surface du matériau isolant. La norme prévoit quatre degrés de pollution. La numérotation et la répartition sont basées sur la quantité de matériau polluant ou sur la fréquence avec laquelle ce phénomène provoque une réduction de la rigidité électrique et/ou de la résistance de surface. Degré de pollution 1 : il n y a pas de pollution ou seulement une pollution sèche qui n est pas conductrice. La pollution reste sans conséquences. Degré de pollution 2 : il y a uniquement de la pollution non conductrice. Occasionnellement, il faut s attendre à une conductivité temporaire par condensation. Degré de pollution 3 : il apparaît une pollution conductrice ou une pollution sèche non conductrice qui devient conductrice parce que de la condensation est à prévoir. Degré de pollution 4 : la pollution mène à une conductivité permanente, par exemple causée par de la poussière conductrice, la pluie ou la neige. Remarque : le degré de pollution 3 est typique des environnements industriels ou similaires, le degré de pollution 2 pour les ménages et environnements analogues /2013

13 Glossaire : Interfaces relais Degré de protection - (CEI 60529), IP Le degré de protection accordé par le boîtier est marqué par le code IP (IP = International Protection). Cette indication est pertinente pour les relais industriels ainsi que pour les accessoires. Pour relais dans le sens de «composants»(par ex. relais d impression) voir > degré de protection RT. Un nombre à deux chiffres identifie la protection de l appareil contre le toucher et les corps étrangers (premier chiffre) ainsi que contre l humidité (deuxième chiffre). Degrés de protection pour protection contre le toucher et les corps étrangers (1er chiffre) : la première référence indique le degré de protection à l intérieur du boîtier contre la pénétration de corps étrangers solides ainsi que contre le toucher de parties dangereuses par des personnes. 0 pas de protection 1 Protection contre les parties de corps de grandes dimensions, diamètre > 50 mm 2 Protection doigt (diamètre 12 mm) 3 Outils et fils (diamètre > 2,5 mm) 4 Outils et fils (diamètre > 1 mm) 5 Protection totale contre le toucher 6 Protection totale contre le toucher Degrés de protection contre l eau (2e chiffre) La deuxième référence indique le degré de protection contre la pénétration d eau dans le boîtier : 0 pas de protection 1 Protection contre des gouttes d eau tombant verticalement 2 Protection contre des gouttes d eau tombant obliquement (jusqu à 15 ) 3 Protection contre l aspersion d eau jusqu à 60 par rapport à la verticale 4 Protection contre l aspersion d eau de tous les côtés 5 Protection contre les jets d eau 6 Protection contre les jets d eau puissants (inondation) 7 Protection contre l immersion temporaire 8 Protection contre l immersion durable /

14 Glossaire : Interfaces relais Dérating / courbe de dérating À des températures ambiantes plus élevées, le courant permanent se réduit, ce qui est représenté par une courbe de dérating (courbe de réduction de charge). Le courant en circulation provoque de la chaleur qui augmente avec l intensité croissante du courant. Les composants électriques possèdent une température limite supérieure, ce qui restreint leur fonctionnalité. Comme l effet de la température sur les composants dépend de la température ambiante et de la chaleur produite par le courant, il devient nécessaire, lorsque la température augmente, de limiter le courant pour ne pas dépasser la température limite supérieure. Le rapport entre la température prépondérante et le courant maximum qui en résulte, en respectant la température limite, est représenté par la courbe de dérating. Courbe de derating Intensité du courant Plage interdite Plage de fonctionnement Température Dimension Dimensions en millimètres. Largeur Longueur Hauteur Directive RoHS 2002/95/CE RoHS signifie «Restriction of (the use of certain) Hazardous Substances». Selon la directive de l UE 2002/95/CE du 01/07/2006, les États membres s engagent à renoncer dans une grande mesure aux substances dangereuses suivantes : plomb (Pb), cadmium (Cd), mercure (Hg), chrome hexavalent (Cr6), biphényle polybromé (PBB) et d éther diphényle polybromé (PBDE), pour les nouveaux appareils électroniques et électriques mis sur le marché, et ainsi protéger la santé et l environnement. Le terme «conforme» signifie que l ensemble du groupe de produits satisfait aux exigences de la directive RoHS. La part maximale de poids dans des matériaux homogènes se trouve en dessous des valeurs limites déterminées par la directive : 0,1 % pour le plomb, le chrome hexavalent, le mercure, PBB et PBDE, et en dessous de 0,01 % pour le cadmium, ou tombe sous la dérogation selon l annexe de la directive RoHS /2013

15 Glossaire : Interfaces relais Distance de montage Distances d air et de fuitew Distance entre deux modules voisins en cas de disposition parallèle redressée, ou distance par rapport aux autres composants électriques. En raison des exigences au niveau de l isolation, il peut être nécessaire d augmenter la distance minimale entre les modules ou de choisir une disposition différente. Les indications de valeurs se réfèrent aux modules en «disposition individuelle» dans la mesure où rien d autre n est indiqué. Sont valables en complément de cette définition : Implantation dense : montage avec une distance de montage minimale ; cette distance minimale se détermine en fonction des exigences au niveau de l isolation à 230 V AC et/ou des exigences mécaniques pour le montage(par ex. le montage de prises femelles), Montage individuel : les composants sont montés à une distance ne permettant aucun effet thermique des composants voisins.. Les distances d air et les distances de fuite sont des facteurs décisifs en ce qui concerne la tenue d isolation des modules électriques. La distance de fuite correspond à la distance minimum à respecter entre deux éléments conducteurs en épousant la surface de la structure pour éviter le passage d un courant via le corps isolant sous la tension de fonctionnement spécifiée. En plus de la tension de fonctionnement, la distance de fuite est également affectée par le choix du matériau d isolation (groupe de matériaux isolants) ainsi que par les mesures de protection contre la pollution (degré de pollution). La distance d air correspond à la distance minimum directe (dans l air) que doivent respecter deux éléments conducteurs entre eux pour éviter un amorçage dans l air (arc électrique). Il s agit fondamentalement de la surtension prévisible (tension de choc nominale). Le dimensionnement dépend également du type de protection contre les surtensions utilisé et du degré de pollution. Ligne d air Ligne de fuite Contour du boîtier Pièces conductrices de courant /

16 Glossaire : Interfaces relais Durée de vie électrique, courbe La courbe de la durée de vie électrique donne la durée de vie typique en tant que «Mean Cycles to Failure» (MCTF, nombre moyen de cycles de manœuvres jusqu à la défaillance) et est basée sur la distribution de eibull. Ces données statistiques ne permettent pas de déduire des valeurs minimum garanties. Attention : la courbe de la durée de vie électrique vaut uniquement pour les matériaux de contact indiqués (ou ceux selon la fiche de données). La courbe n admet pas de déviation de la durée de vie pour d autres matériaux de contact. De même, aucune information relative à la durée de vie électrique ne peut être déduite de l extrapolation de la plage de courbe représentée. Manoeuvres Durée de vie électrique 250 V AC charge ohmique Courant de commutation [A] Durée de vie électrique, durée de vie des contacts Durée de vie mécanique Durée des rebonds Nombre de cycles de manœuvres d un relais avec charge électrique des contacts et totalement fonctionnel (selon CEI et CEI ). Dans la mesure où rien d autre n est indiqué, les données de contact et la durée de vie électrique sont valables dans les conditions suivantes : Au contact à fermeture Fréquence de réseau AC 50 Hz, Temps de montée relative 50 %, Fréquence de commutation nominale, Charge de contact schéma A, Charge ohmique, Tension de mesure (bobine), Température ambiante 23 C, Degré de protection RTII - étanchéité aux liquides, Constitution individuelle. Position de montage verticale (les raccordements d un relais d impression sont orientés vers le bas). La durée de vie électrique est conforme aux critères de «vie utile», degré de rigueur B selon CEI Les indications de données ne couvrent pas toute utilisation au-delà de la durée de vie électrique spécifiée, il incombe à l utilisateur d éviter de telles situations. Les valeurs empiriques montrent que la durée de vie électrique reste relativement constante jusqu à un facteur de puissance de 0,8 ; en cas de charges avec un facteur de puissance inférieur à 0,8, une consultation de l utilisateur est recommandée. Nombre de cycles de manoeuvres pour contacts de relais sans courant, lorsqu un relais dans les limites des données précisées - doit rester fonctionnel. Durée (valeur typique) de la première à la dernière fermeture, ou de la première à la dernière ouverture d un contact de relais. Les indications de temps sont valables lors de l excitation à la tension nominale, sans autres composants en série ou parallèles à la bobine, et à la température de référence /2013

17 Glossaire : Interfaces relais E Échauffement propre Erreur, erreur de relais Étanche au lavage F Fiabilité Fonctionnement permanent Fréquence de commutation max. à charge nominale Augmentation de température d un appareil pendant le service en raison de la puissance dissipée de la bobine de relais et des contacts de commutation. Dans le cas des semi-conducteurs (par exemple sortie transistor), une augmentation de température est une conséquence de la puissance dissipée. Selon CEI 61810, une défaillance de relais est définie en tant qu apparition de dysfonctionnements qui dépassent un nombre précis : Dysfonctionnement lors de la fermeture de contact Dysfonctionnement lors de l ouverture de contact (pontage du contact pour le contact inverseur en tant que forme spéciale du dysfonctionnement lors de l ouverture de contact) ou en tant que Rigidité diélectrique insuffisante Il est nécessaire de tenir compte de ces dysfonctionnements dans l application ils ne doivent pas causer de risques. En fonction de la charge spécifique et la puissance dans le set de contacts, un échauffement excessif ou même un incendie peut résulter de dysfonctionnements. Il incombe à l utilisateur de prendre les précautions nécessaires selon les normes s y rapportant. Les relais résistants au lavage peuvent être soumis à des opérations de lavage. Aucun produit de nettoyage ne peut pénétrer à l intérieur du relais. Les composants électromagnétiques tels que les relais sont soumis à une usure (mécanique et électrique). Les courbes en baignoire typiques sont à prendre en considération pour la fiabilité, c est-à-dire qu il peut y avoir des défauts statistiques individuels en dessous des valeurs de fiabilité typiques. Mode de fonctionnement pendant lequel un relais est excité au moins jusqu à ce que l équilibre thermique soit atteint. Nombre de cycles de manœuvres par unité de temps. La fréquence de commutation maximale pour les charges moyennes peut être supérieure à la valeur indiquée pour la charge nominale dans la mesure où la caractéristique de commutation de la charge (comme par ex. arcs électriques) n augmente pas la température de contact. La fréquence de commutation maximale pour les commutations sans charge est également applicable aux charges pour lesquelles aucun arc électrique ne se forme (les charges purement ohmiques ne causent pas d arcs électriques marquants jusqu à 12 V ou jusqu à 50 ma à V, étant donné que l arc électrique se détache assez rapidement par l ouverture de contact (isolation) /

18 Glossaire : Interfaces relais G Groupe de matériaux isolants H Humidité / condensation Les matériaux isolants sont répartis dans les quatre groupes suivants conformément à leurs valeurs comparatives de formation de distance de fuite (Comparative Tracking Index) CTI : Groupe I 600 CTI Groupe II 400 CTI < 600 Groupe IIIa 175 CTI < 400 Groupe IIIb 100 CTI < 175 Les valeurs comparatives et la formation de distance de fuite doivent avoir être déterminées selon CEI (DIN CEI / DIN VDE ) sur des modèles avec solution de test spécialement mis en place à cette fin. Conditions standards : humidité relative de l air moyenne annuelle > 75 % à une température ambiante de 21 C, pendant 30 jours, répartie régulièrement sur l année ainsi que 95 % à la température ambiante w de 25 C, pendant les autres jours sporadiquement 85 % à 23 C. La condensation ou le gel ne sont pas admis - concerne le stockage et/ou le service. Pour le service et le stockage dans d autres conditions, la condensation ou le gel dus à aux changements de température / chocs thermiques doivent être évités. Service et stockage dans les limites indiquées dans le graphique. Humidité rel. (% RF) Plage pour utilisation 60 et stockage Conditions environnementales T amb > 0 Éviter de la condensation T amb < 0 Éviter le gel Température ambiante [ C] I Indicateur d état Inflammabilité selon UL L affichage d état LED dans le circuit de commande d entrée peut dévier de l état dans le circuit de contact dans les cas suivants : en cas d éléments de commutation soudés/défectueux en cas de rayonnements parasites ou de tensions résiduelles sur les câbles de signaux. En cas de températures ambiantes > 50 C, il peut se produire une diminution de l intensité lumineuse. Indication de classe d inflammabilité selon la spécification UL94 (Underwriters Laboratories, Inc., États-Unis) Les tests d inflammabilité selon UL94 pour matières plastiques ont pour objet de contrôler et de classer les propriétés de propagation et d extinction d un matériau incendié. Les classes d inflammabilité affectant les relais selon UL94 sont V-0, V-1, V-2 et HB /2013

19 Glossaire : Interfaces relais Isolation galvanique Isolation libre de potentiel entre les parties électriques. En cas d isolation galvanique, aucun porteur de charge ne circule d un circuit électrique dans un autre, il n existe donc pas de connexion électrique conductrice entre les circuits. Les circuits électriques peuvent néanmoins échanger une puissance électrique ou des signaux, et ceci via les champs magnétiques, par rayonnement infrarouge ou par décalage de charge. Isolation selon EN Indications relatives à la coordination de l isolation avec : Type d isolation Tension nominale du système d alimentation Degré de pollution Tenue en tension de choc Catégorie de surtension L Les boucles de terre et de masse désignent la liaison de deux potentiels par l intermédiaire de leur raccordement de terre ou de masse. La différence potentiel entre les raccordements de masse ou de terre de deux appareils ex. capteur et commande) directement raccordés entre eux provoquent le passage d un courant par la terre ou le boîtier commun. Ces courants parasites peuvent provoquer différents problèmes comme la génération de signaux de mesure ou la commande d actionneurs. La transmission des signaux de mesure ou de commutation avec une isolation de potentiel entre la commande et la charge il ne peut pas y avoir de boucle de courant via la terre ou la masse et donc aucun courant parasite ne peut se former. Les boucles de terre et de masse Élément de raccordement sans isolation galvanique Élément de raccordement avec isolation galvanique Levier de forçage, actionnement manuel Pour l actionnement manuel du relais : le levier de forçage sert juste à des fins de test pendant la mise en service et le contrôle des appareils. Le levier de forçage n est pas indiqué pour l enclenchement et la coupure standard et n est pas conçu pour une charge électrique durable dans la position mécanique On, il ne doit pas non plus être utilisé comme un interrupteur. Avant l actionnement du levier de forçage, il doit être assuré que les charges et les autres appareils connectés ne représentent pas de danger. Seul le personnel formé peut utiliser le levier de forçage pour empêcher que des fonctions de sécurité de l installation soient contournées et des exigences d isolation soient affectées /

20 Glossaire : Interfaces relais M Matériau de contact La liste donne un aperçu des revêtements fonctionnels et des matériaux de contact les plus importants. En plus du matériau de contact, la charge admissible des contacts et leur durée de vie dépendent également des caractéristiques de construction. Une combinaison optimale d entraînement de relais et de matériau de contact est essentielle. Les données des types de relais individuels n ont qu une validité restreinte pour d autres formes de construction. 1) Revêtements fonctionnel : Or fin - meilleure résistance à la corrosion, trop tendre pour une application métallique massive ; tendance à soudure à froid élevée en épaisseurs de couches > 1 μm (hv, doré), en tant que dorure de stockage uniquement, pas de protection contre les atmosphères de gaznocifs. Plaquage or (htv, or durci) - Très bonne résistance à la corrosion pour les charges sèches, les circuits de mesure et de commutation, les entrées de commande (1 mv 10 V, 0,1 ma 100 ma), résistances de contact réduites et constantes pour les puissances de commutation les plus petites ; faible disposition au soudage à froid, commutation sans courant / tension, plage d utilisation conseillée > 1 V, 1 ma, 50 m. 2) Matériaux de contact : Argent / nickel AgNi90/10 - Résistance élevée à l usure, faible disposition au soudage, résistance de contact plus élevée qu en AgNi0,15, circuits à courant continu et alternatif (électrovannes, ventilateurs, appareils de chauffage) ; non indiqué pour les courants de mise sous tension capacitifs élevés, plage d utilisation > 12 V, 10 ma. Argent grain fin AgNi0,15 - Résistance de contact relativement réduite, faible résistance aux atmosphères contenant des gaz toxiques, utilisation universelle dans les plages de charge moyennes et petites, de préférence dans les circuits de courant continu (électrovannes, ventilateurs, appareils de chauffage) ; non indiqué pour courants élevés à la mise sous tension, plage d utilisation > 12 V, 10 ma. Oxyde d étain d argent AgSnO2 - Faible disposition au soudage, grande résistance à l usure pour des puissances de commutation élevées, faible migration de matériau, circuits de commutation avec charges de mises sous et hors tension élevées, circuits à courant continu et alternatif (charges de lampes, charges capacitives, tubes fluorescents, alimentations à découpage, etc.).. Très indiqué dans les applications DC ohmiques, inductives et capacitives, car très faible transport de matériau, plage d utilisation > 12 V, 100 ma. Oxyde de cadmium argent - AgCdO - faible tendance à soudure, résistance élevée à l usure, spécialement indiqué pour la commutation de charges inductives, circuits à courant alternatif, plage d application > 12 V, 100 ma. Tungstène - point de fusion très élevé, pour une fréquence de commutation élevée à temps de montée faible en tant que pré-contact dans les circuits de commutation avec les charges d enclenchement et de coupure les plus élevées. Matériau de contact Plaquage or htv AgNi 0.15 AgNi 90/10 AgSnO 2 90/10 1 ma 10 ma 100 ma 1 A 10 A 100 A Courant de charge /2013

21 Glossaire : Interfaces relais Micro-coupure Monostable, relais sans pôles, relais neutre Montage en série de contacts de relais Ouverture de contact appropriée dans au moins un contact, afin d assurer une sécurité de fonctionnement. Remarque : l ouverture de contact est soumise à une exigence en ce qui concerne la rigidité diélectrique, mais pas pour les dimensions. Le changement de la position de commutation d un relais neutre monostable est indépendant de la polarité de sa valeur d excitation. Par interconnexion en série de 2 ou plusieurs contacts à fermeture d un relais, l ouverture de contact est augmentée lors de la coupure. Les arcs électriques qui apparaissent avec les charges DC sont éliminés plus rapidement, ce qui réduite l usure du contact. Ceci augmente la durée de vie électrique et la puissance de coupure. Courant [V DC] Courbe limite de charge en courant continu Charge ohmique contacts en série 3 contacts en série contact 10 0,1 0,2 0, Courant de commutation [A] N Nombre de contacts P Plage de tension de fonctionnement Nombre de contacts de travail d un relais (contact à fermeture, ouverture ou inverseur) Plage admissible de la tension d entrée en fonction de la température ambiante. Vers le haut, la plage est décrite par la tension maximale, et vers le bas par la tension minimale / d amorçage. Courbe 1 : tension de déclenchement / tension minimale U0 (sans pré-excitation) Courbe 2 : tension de déclenchement / tension minimale U1 (après pré-excitation) Courbe 3 : tension maximale U2, courant de contact = 0 A Courbe 4 : tension maximale pour courant de contact Inominal Plage de température de fonctionnement Tension de bobine [U/U nom ] > 0 A 0 A U nom Tension nominale 3) 4) 2) 1) Température ambiante [ C] /

22 Glossaire : Interfaces relais Position de montage Position de repos Pouvoir de coupure DC Pouvoir de coupure de courant continu En règle générale, les relais mécaniques et électroniques peuvent être montés partout, sauf indications restrictives. Pour la sécurisation de la conduite de courant et la déviation de chaleur, il est nécessaire de bien connecter les raccordements avec des sections appropriées. Pour la disposition, il est nécessaire de tenir compte des facteurs des exigences au niveau de l isolation, de la déviation de chaleur et, le cas échéant, des influences magnétiques réciproques. Position de commutation d un relais monostable à l état non excité. Les valeurs se trouvant en dessous de la courbe de puissance de coupure de courant continu - pour courant / tension de commutation maximal admissible avec charge ohmique s activent et se désactivent de façon fiable, c est-à-dire qu un arc électrique s éteint (durée max. de l arc électrique 10 ms à la charge ohmique). La position et la forme de la courbe de charge limite sont influencées par le matériau de contact et la construction du relais (distance des contacts, vitesse d ouverture des contacts etc.). Des déclarations concernant la durée de vie électrique ne peuvent pas être dérivées à partir de ces courbes! Courant [V DC] Courbe limite de charge en courant continu Charge ohmique contacts en série 3 contacts en série contact Pouvoir de déclenchement Puissance de commutation Puissance de commutation max. Puissance de commutation minimale Puissance nominale 10 0,1 0,2 0, Courant de commutation [A] Courant de commutation maximal qu un contact de relais peut déclencher sous des conditions déterminées, le courant de commutation ne pouvant pas être supérieur au courant nominal. Produit calculé à partir du courant et de la tension de commutation (en pour le courant continu, en VA pour le courant alternatif). La puissance de commutation se calcule à partir du produit de la tension de commutation et du courant de commutation (en VA pour AC / en pour DC). Produit calculé à partir du courant et de la tension de commutation - une mesure pour une commutation fiable. Les valeurs faibles de résistance de contact sont uniquement atteintes au-delà d une certaine charge. Dans le cas des charges de commutation plus faibles, des valeurs de résistance de contact considérablement plus élevées peuvent apparaître et empêcher une commutation sûre du circuit de la charge. Les charges de contact minimales pour différents matériaux de contact doivent également être prises en compte. Valeur nominale de la puissance qui est convertie lorsque la tension nominale de commande est appliquée /2013

23 Glossaire : Interfaces relais R Rail DIN Rebonds Relais et contacts Relais monostable, comportement de commutation Repérage normalisé des raccordements Résistance de bobine Retard à l enclenchement Retard à la coupure Retombée Rigidité diélectrique, tension d essai Dans la mesure où rien d autre n est indiqué, les produits eidmüller sont fabriqués et testés pour le montage sur rails DIN (rail selon TH / EN60175) ; des formes différentes ou semblables(par ex. TH35-15) peuvent être fonctionnelles, mais ne sont ni testées ni autorisées à cet effet. Un phénomène non intentionné qui peut se produire lors de la fermeture ou l ouverture d un circuit de contact si les pièces de contact se touchent l une après l autre et se séparent de nouveau avant qu elles n aient atteint leur position définitive. Les relais présentés dans ce catalogue ont été développés, spécifiés et testés selon la norme de relais CEI , «Relais élémentaires électromécaniques - Partie 1 : exigences générales et orientées vers la sécurité». Dans la mesure où les agréments correspondants sont cités dans la fiche de données, les relais et les contacts sont contrôlés selon les normes CEI 61810, EN et UL508. Un relais est appelé monostable lorsque ses contacts se remettent automatiquement en position de repos après la coupure de la valeur d excitation (tension d entrée). A1, A2 : bobine 13, 14 : contact à fermeture (le contact se ferme lors de l application d une tension à la bobine) 11, 12 : contact à ouverture 11, 12, 14: Inverseur (11 est le contact commun, c est-à-dire la souche) Résistance de courant continu d une bobine de relais à la température de référence (+20 C) ; les températures de bobines plus élevées augmentent la valeur de résistance de 0,4 %/K. Pour le fonctionnement, la tension d excitation doit être adaptée en conséquence (> valeur de déclenchement). Pour les bobines AC, la résistance inductive est considérablement plus élevée que la valeur DC, c est la raison pour laquelle la consommation de courant de la bobine à l excitation nominale est souvent indiquée en complément. Intervalle de temps typique entre l enclenchement de la tension de bobine d un relais à l état de repos et la première fermeture ou ouverture du dernier circuit de sortie (sans durée de rebonds). Tension de bobine : excitation à impulsion ou excitation rectangulaire avec tension nominale à une température de référence 20 C. Intervalle de temps typique entre la coupure d une tension de bobine d un relais commuté et la première ouverture ou fermeture du dernier circuit de sortie (sans durée de rebonds). Processus lors lequel un relais monostable retourne de la position de travail en position de repos. Tension (valeur efficace pour la tension alternative, 50 Hz, 1 min) qui peut être appliquée entre deux parties de relais isolées l une vis-à-vis de l autre à la tension d essai /