LES RELAIS THERMIQUES

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1 LES RELAIS THERMIQUES Page 1

2 Rôle du relais thermique : Le relais thermique est un élément de protection contre les surcharges et contre la marche en monophasé des moteurs. Il est utilisable en courant alternatif ou en courant continu. Il est généralement : Triphasé (prévu pour 3 phases 3 éléments de détection) Compensé (insensible aux variations de température ambiante) Sensible à la perte de phase ou différentiel (évite la marche en monophasé du moteur) A réarmement automatique ou manuel Gradué en ampères moteurs sur le bouton de réglage (affichage direct sur le relais du courant In indiqué sur la plaque signalétique du moteur) Qu'est-ce qu'une surcharge? La surcharge est le défaut le plus fréquent sur les machines elle se manifeste par une augmentation du courant absorbé par le moteur et par des effets thermiques. Lors dune surcharge prolongée le moteur sera porté à une température trop élevée qui réduira sa durée de vie par vieillissement des isolants. Les surcharges peuvent être dues, par exemple, à un dépassement des capacités de la machine, à un bourrage, etc. Notons toutefois qu'une surcharge conduisant à un échauffement supérieur à la normale n'aura pas d'effets néfastes immédiats si elle est limitée dans le temps et peu fréquente. Page 2

3 Vue éclatée d'un relais thermique Page 3

4 Principe de fonctionnement du relais thermique : Le relais thermique tripolaire comporte trois bilames* (rep 1) constitués chacune de deux métaux assemblés par laminage et dont les coefficients de dilatation sont très différents. Un enroulement chauffant* (rep 2) est bobiné autours de chaque bilame. Chaque enroulement chauffant est raccordé en série avec une phase du moteur. L'échauffement des enroulements dû au courant absorbé par le moteur provoque une déformation des bilames. Cette déformation est plus ou moins importante suivant la valeur de ce courant. En se déformant, les bilames commandent la rotation d'une came ou d'un arbre solidaire du dispositif de déclenchement. Si le courant absorbé par le récepteur devient supérieur à la valeur de réglage du relais, la déformation est suffisante pour que la pièce sur laquelle sont fixées les parties mobiles des contacts se libère d'une butée de maintien. Ceci provoque l'ouverture brusque du contact du relais inséré dans le circuit de la bobine du contacteur et la fermeture du contact de signalisation. Le réarmement ne peut s'effectuer que lorsque les bilames sont suffisamment refroidis. *voir vue éclatée Mise en œuvre du relais thermique Le relais thermique peut se monter par embrochage direct sous le contacteur ou se monter sur un support indépendant Relais thermique monté sur transformateur d'intensité (pour fortes puissances) Relais thermique monté par embrochage direct sous le contacteur Page 4

5 Symbolisation du relais thermique : Le relais thermique est contitué de deux parties : Les éléments de détection qui s'insérent dans le circuit de puissance Les contacts commandés par les éléments de détection qui s'insérent dans le circuit de commande F1 Symbole des éléments de détection F1 Symbole des contacts commandés par les éléments de détection Autre symbole pouvant être rencontré (adopté par Schneider /Télémécanique) F /98 Contact NO utilisé pour la signalisation du défaut 95/96 Contact NC utilisé pour faire "tomber" le contacteur moteur en cas de défaut 2/4/6 départ vers le moteur (circuit de puissance) Page 5

6 Représentation du relais thermique dans les schémas de commande et de puissance Contact NO utilisé pour la signalisation de défaut Contact NC utilisé pour faire "tomber" le contacteur moteur Elément de détection triphasé Page 6

7 Compensation de la température ambiante : La déflexion des bilames est due à l'échauffement provoqué par le courant circulant dans les phases, mais aussi aux variations de température ambiante. Pour annuler l'effet de ce facteur d'ambiance, un bilame de compensation, influencée uniquement par les variations de température ambiante est montée en opposition avec les bilames principaux. En l'absence de courant, la déflexion des bilames principaux ne dépend que de la température ambiante. Cette déflexion est compensée par celle du bilame de compensation de sorte qu'une variation de température ambiante ne modifie pas la position de la butée d'accrochage. Par conséquent seul le passage du courant peut modifier cette position et provoquer le déclenchement. Un relais thermique compensé est insensible aux variations de température ambiantes généralement comprises entre -40 C et + 60 C Butée d'accrochage Réglage Le réglage s'effectue en modifiant à l'aide d'un bouton la course angulaire que doit parcourir l'extrémité du bilame de compensation pour se libérer du dispositif d'accrochage qui maintient le relais armé. Un cadran permet un réglage précis. Le courant limite de déclenchement est compris entre 1,05 et 1,2 fois la valeur affichée. Cette valeur affichée doit correspondre au courant nominal du moteur à protéger Bouton de réglage permettant d'ajuster la valeur du courant de déclenchement au courant nominal du moteur Page 7

8 Detection de la perte de phase Ce dispositif déclenche le relais en cas d'abscence de courant dans une phase (marche en monophasé). Il comporte deux réglettes dont le mouvement est solidaire de celui des bilames. Le bilame correspondant à la phase non alimentée ne se déforme pas et bloque le mouvement d'une des deux réglettes, ce qui provoque le déclenchement. A B A B Position à froid Position à chaud en fonctionnement équilibré Position à chaud en l'absence d'une phase A = course nécessaire au déclenchement du thermique B = course du (des) bilames Utilisation d'un relais thermique triphasé en monophasé Si l'on utilise un relais thermique triphasé pour alimenter un récepteur en monophasé il faudra utiliser le câblage ci-dessous pour éviter un déclenchement sur absence de phase. Ainsi le courant circulant dans chaque bilame sera identique et le fonctionnement sera équilibré. F1 I Récepteur Page 8

9 Classes de déclenchement protégent les moteurs contre les surcharges. Mais pendant la phase de démarrage, il doivent laisser passer la surcharge temporaire due à la pointe de courant, et déclencher uniquement si cette pointe, c'est à dire la durée du démarrage est anormalement longue. Selon les applications la durée normale de démarrage des moteurs peut varier de quelques secondes( démarrage à vide, couple résistant de la machine entrainée peut élevé, ) à quelques dizaines de secondes (machine entrainée à grande inertie). Il est donc nécessaire de disposer de relais thermiques adaptés à la durée de démarrage. Pour répondre à ce besoin il existe donc trois classe de déclenchement : Relais classe 10 Convient pour toutes les applications courantes avec une durée de démarrage inférieure à 10 secondes. Relais classe 20 Admet des durées de démarrage jusqu'à 20 secondes. Relais classe 30 Admet des durées de démarrage jusqu'à 30 secondes. Choix du relais thermique Le choix d'un relais thermique se fait en fonction de sa plage de réglage d'intensité dans laquelle doit se situer la valeur du courant nominal du moteur à protéger. Des courbes permettent de connaître le temps de réponse du relais en fonction du courant qui le traverse ( voir document travail ). Page 9