Comment fonctionne un relais temporisé ?

Les relais temporisés permettent un contrôle précis du timing des opérations, assurant que les appareils et les circuits fonctionnent de manière coordonnée. On les trouve couramment dans l'automatisation industrielle et les systèmes CVC où un contrôle précis du timing est important. Cet article expliquera ce que sont les relais temporisés, leurs principes de fonctionnement, leurs types, leurs applications, des exemples pratiques, des schémas de câblage et des symboles.

Table des matières

• Qu'est-ce qu'un relais temporisé ?
• Principe de fonctionnement
• Comment lire un relais temporisé
• Types de relais temporisés
• Applications des relais temporisés
• Exemples pratiques et câblage
• FAQ

Qu'est-ce qu'un relais temporisé ?

Un relais temporisé est un dispositif électromécanique ou électronique qui contrôle l'ouverture ou la fermeture de contacts après un intervalle de temps prédéterminé. Contrairement aux relais standard qui commutent immédiatement lors de la réception d'un signal d'entrée, les relais temporisés introduisent une période de délai avant que l'action de commutation ne se produise. Ce délai peut être configuré pour répondre aux exigences spécifiques de l'application, allant de quelques millisecondes à plusieurs heures. Les relais temporisés sont utilisés pour gérer le timing des opérations dans divers systèmes, assurant que les processus se déroulent de manière contrôlée et séquentielle. On les trouve couramment dans l'automatisation industrielle, les systèmes CVC, et d'autres applications où un contrôle précis du timing est crucial.

Principe de fonctionnement

Les relais temporisés fonctionnent sur la base d'un mécanisme de temporisation qui contrôle l'activation ou la désactivation de leurs contacts. Cette section couvre le principe de fonctionnement d'un relais temporisé à l'enclenchement, qui retarde avant qu'un commutateur ne soit activé. Voir plus de détails sur les différences entre les relais à l'enclenchement et à la coupure dans la section sur les types de relais temporisés ci-dessous. Le principe de fonctionnement peut être décomposé en les étapes suivantes :

1. Signal d'entrée : Le relais reçoit un signal d'entrée, qui peut être électrique (tension ou courant) ou mécanique (interrupteur manuel).
2. Activation du mécanisme de temporisation : À la réception du signal d'entrée, le mécanisme de temporisation à l'intérieur du relais est activé. Ce mécanisme peut être électronique (utilisant des condensateurs, des résistances et des microcontrôleurs) ou électromécanique (utilisant un mécanisme d'horlogerie ou un moteur).
3. Période de délai : Le mécanisme de temporisation décompte la période de délai préréglée. Pendant ce temps, le relais reste dans son état initial (soit normalement ouvert, soit normalement fermé). Si le signal d'entrée est interrompu ou supprimé avant la fin du décompte, le relais peut se réinitialiser et ne pas changer d'état comme prévu.
4. Commutation des contacts : Une fois la période de délai écoulée, les contacts du relais changent d'état. Pour un relais normalement ouvert, les contacts se ferment, permettant le passage du courant. Pour un relais normalement fermé, les contacts s'ouvrent, interrompant le flux de courant.
5. Maintien de l'état : Le relais maintient son nouvel état jusqu'à ce que le signal d'entrée soit supprimé ou qu'une autre condition soit remplie (comme un signal de réinitialisation).
6. Réinitialisation : Certains relais temporisés ont une fonction de réinitialisation qui permet de remettre à zéro le mécanisme de temporisation avant la fin de la période de délai, ramenant le relais à son état initial.

Le contrôle précis de la période de délai est obtenu grâce à des composants ajustables tels que des potentiomètres, des réglages numériques ou une logique programmable. Cette flexibilité permet aux relais temporisés d'être adaptés à une large gamme d'applications.

Comment lire un relais temporisé

Un relais temporisé peut avoir plusieurs cadrans étiquetés qui permettent à l'utilisateur de programmer le fonctionnement du relais. Cette section utilise le Relais temporisé Eaton ZRER/W comme exemple pour expliquer comment lire et utiliser les différents cadrans.

Comme on peut le voir sur la Figure 2, ce relais temporisé comporte trois cadrans :

• Cadran 1 (A) : Le cadran 1 est une minuterie de relais et offre un contrôle plus précis du délai en déterminant la fraction du cadran 2. Par exemple, si le cadran 1 est réglé sur .6, le délai sera de 60% de la valeur sur laquelle le cadran 2 est réglé.
• Cadran 2 (B) : Le cadran 2 permet à l'utilisateur de régler le délai entre 1 et 10 secondes, 1 et 10 minutes, ou 1 et 100 heures.
• Cadran 3 (C) : Le cadran 3 permet à l'utilisateur de choisir si le relais retardera l'activation (E) ou la désactivation (R).

Types de relais temporisés

Les relais temporisés sont des composants essentiels dans divers systèmes de contrôle, conçus pour répondre à des exigences spécifiques de temporisation et de contrôle. Ils peuvent être largement catégorisés en relais à fonction unique et multifonctions.

Relais temporisés à fonction unique

• Relais à l'enclenchement : Retarde l'activation des contacts après avoir reçu un signal d'entrée, utilisé pour des actions comme le démarrage d'un moteur après la mise sous tension.
• Relais à la coupure : Les contacts changent d'état immédiatement à la réception d'un signal d'entrée et reviennent à l'état d'origine après un délai, utilisé pour des actions comme maintenir un ventilateur en marche après l'arrêt d'une machine.
• Relais à impulsion unique (monostable) : Active les contacts pour une seule durée fixe à la réception d'un signal d'entrée, idéal pour déclencher des alarmes ou initier des processus.
• Relais à cycle répétitif : Alterne continuellement entre les états activé et désactivé selon des intervalles prédéfinis, parfait pour des cycles périodiques comme des lumières clignotantes ou le fonctionnement intermittent d'une pompe.
• Relais à intervalle : Les contacts changent d'état immédiatement à la réception d'un signal d'entrée et restent dans cet état pendant une durée prédéfinie, utilisé pour des opérations temporisées comme le contrôle d'un élément chauffant.

Relais temporisés multifonctions

Les relais multifonctions combinent plusieurs fonctions de temporisation, de la liste des relais temporisés à fonction unique vue ci-dessus, en une seule unité, offrant une flexibilité pour des applications complexes comme les systèmes d'automatisation industrielle.

Applications des relais temporisés

Les relais temporisés sont des composants polyvalents utilisés dans diverses applications à travers différentes industries. Voici quelques applications courantes :

• Automatisation industrielle : Les relais temporisés contrôlent le démarrage et l'arrêt séquentiels des convoyeurs pour une manipulation fluide des matériaux et gèrent le timing des opérations des machines, y compris le démarrage des moteurs, l'activation des solénoïdes et le contrôle des actionneurs.
• Systèmes CVC : Les relais temporisés empêchent les cycles courts des compresseurs en introduisant un délai entre les démarrages successifs et contrôlent le délai de démarrage ou d'arrêt des ventilateurs pour assurer une ventilation et un contrôle de température appropriés.
• Contrôle de l'éclairage : Les relais temporisés assurent que les lumières restent allumées pendant une période définie après avoir été activées, fournissant un éclairage suffisant pour un passage sûr, et contrôlent la durée des lumières d'urgence en cas de panne de courant, assurant la sécurité et la conformité aux réglementations.
• Applications automobiles : Les relais temporisés gèrent le fonctionnement intermittent des essuie-glaces, améliorant la visibilité en cas de pluie légère, et contrôlent la durée de fonctionnement des dégivreurs de lunette arrière, assurant une visibilité claire sans consommation excessive d'énergie.
• Systèmes de sécurité : Les relais temporisés fournissent un délai avant le déclenchement des alarmes, permettant au personnel autorisé de désarmer le système, et contrôlent le timing des serrures de portes et des systèmes d'entrée, assurant un accès sécurisé et contrôlé.
• Appareils électroménagers : Les relais temporisés gèrent le timing des différents cycles de lavage dans les machines à laver, assurant un fonctionnement efficace, et contrôlent la durée des cycles de cuisson et de décongélation dans les fours à micro-ondes, fournissant un timing précis pour diverses fonctions.
• Gestion de l'énergie : Les relais temporisés contrôlent la déconnexion et la reconnexion séquentielles des charges pour éviter les surcharges et assurer une distribution stable de l'énergie, et gèrent le timing des séquences de démarrage et d'arrêt des générateurs, assurant une alimentation de secours fiable.
• Contrôle de processus : Les relais temporisés contrôlent le timing des réactions chimiques et des processus de mélange dans le traitement chimique, assurant une qualité constante des produits, et gèrent le timing des pompes, des vannes et d'autres équipements dans les usines de traitement de l'eau, assurant un fonctionnement efficace.
• Tableaux électriques : Les relais temporisés sont utilisés dans les tableaux électriques pour gérer le timing des opérations des disjoncteurs, assurant une distribution d'énergie sûre et contrôlée. Ils peuvent introduire des délais pour empêcher la commutation simultanée de plusieurs circuits, réduisant le risque de défauts électriques et améliorant la fiabilité du système.

Exemples pratiques et câblage

Les relais temporisés sont souvent utilisés dans des applications pratiques où un contrôle précis du timing est essentiel. Voici quelques exemples avec les explications correspondantes des schémas de câblage pour relais temporisé :

Tableau 1 : Exemples pratiques et câblage de relais temporisés

FAQ

Quelle est la différence entre un relais à l'enclenchement et un relais à la coupure ?

Un relais à l'enclenchement active les contacts après un délai lorsque le signal est reçu. Un relais à la coupure change les contacts avec le signal et revient après un délai préréglé une fois que le signal est supprimé.

Les relais temporisés peuvent-ils être utilisés dans des circuits CC et CA ?

Oui, les relais temporisés sont disponibles pour les circuits CC et CA. Il est essentiel de sélectionner un relais qui correspond à la tension et au type (CC ou CA) du circuit dans lequel il sera utilisé.

Comment ajuste-t-on le temps de délai sur un relais temporisé ?

Ajustez le temps de délai sur un relais temporisé en utilisant les contrôles intégrés comme les potentiomètres, les interrupteurs DIP ou les réglages numériques. Référez-vous à la fiche technique ou au manuel d'utilisation du relais pour des instructions spécifiques.

Un relais temporisé peut-il être utilisé pour contrôler plusieurs appareils ?

Un relais temporisé peut contrôler plusieurs appareils si ses caractéristiques de contact peuvent gérer la charge combinée. Assurez-vous que les caractéristiques de contact du relais (courant et tension) ne sont pas dépassées.

Quel est le but d'une fonction de réinitialisation dans un relais temporisé ?

La fonction de réinitialisation remet à zéro le mécanisme de temporisation du relais avant la fin du délai, le ramenant à son état initial. Ceci est utile pour interrompre et redémarrer la séquence de temporisation dans les applications.