Le relais thermique document professeur

I) RAPPELS.
Un moteur asynchrone triphasé absorbe un courant nominal de 9 A.
Donc on utilise :
3 fusibles de type aM de calibre 10 A pour la protection des fortes
surcharges et des
courts-circuits.

D' après les courbes de déclenchement, ce fusible fond en 50 secondes
pour un courant de 50 A,
soit un courant 5 fois supérieur au courant nominal.

Si on surcharge mécaniquement un moteur, il en résulte une augmentation
du courant absorbée
par ce moteur. Cette augmentation du courant provoque l'échauffement du
moteur, ainsi que
l'échauffement des câbles donc :
Il faut protéger l'installation contre les faibles et lentes surcharges.

II) FONCTION.
C'est un appareil de protection contre les faibles et lentes surcharges
( 1 à 10 In ). Il interrompt
le circuit sous l'effet thermique du courant qui le parcourt.

III) PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT.
On utilise la propriété d'un bilame ( il y a 3 bilames ) composé de deux
matériaux ayant des coefficients de dilatation différents.
Lorsque l'on chauffe cette bilame, sous l'effet d'un courant différent
du courant de réglage, il
se déforme et permet l'ouverture d'un contact ( voir figure ci-dessous ).


[pic]


Le déclenchement n'a lieu que si la surcharge persiste, sinon les bilames
se refroidissent.

L' action de déclenchement est donc différée : les relais thermiques
admettent les pointes d'intensité au démarrage des moteurs et autres
surcharges passagères.

Il n'y a déclenchement que si les surcharges se produisent à des
intervalles trop rapprochés ou
pour tout dépassement prolongé du courant nominal.

IV) CONSTITUTION.

[pic]

Il y a un bilame par conducteurs actifs ( 3 bilames ) qui contrôle le
courant dans chaque phase.
La déformation des bilames doit être proportionnelle à la surcharge.

Il existe plusieurs modes de chauffage des bilames :
- chauffage direct : le courant du récepteur passe directement dans le
bilame ;
- chauffage indirect : le courant passe dans une résistance qui chauffe
le bilame .

Deux contacts auxiliaires sont disponibles :
- Un contact à fermeture pour signaler le défaut
- Un contact à ouverture pour déclencher le contacteur d'alimentation du
récepteur

Remarque :
Après un défaut il faut appuyer sur le bouton de réarmement.

a) Compensation.
Le relais thermique est prévu pour fonctionner entre - 40 °C et + 60 °C.
Il existe un bilame supplémentaire qui compense la déformation parasite
due à la température
ambiante.
Elle permet donc au relais thermique de déclencher toujours à la même
valeur de l'intensité de
réglage.



b) Dispositif différentiel.
Chaque bilame se déforme en fonction du courant qu'elle contrôle.
Ce dispositif provoque le déclenchement du relais lorsque les trois
courants qui traversent les
trois bilames sont différents.

Le déclenchement est d'autant plus rapide que la différence entre les
courants, donc de déformation des bilames est grande.

V) CARACTERISTIQUES DE DECLENCHEMENT.
1) Courbes de déclenchement .
Ce sont des courbes représentant le temps de déclenchement en fonction du
multiple de
l'intensité de réglage ( voir document 1 ).

L'intensité minimal de déclenchement est égale, en général, à 1.15 fois
l'intensité de réglage.

Remarques :
- Bien sur, plus le courant de surcharge est grand, plus le temps de
déclenchement est court.
Cette caractéristique permet des démarrages d'une durée d'au moins 7
secondes.

- La courbe à chaud montre que le relais thermique n'est pas adapté pour
des cadences de
démarrages élevés.

2) Classe de déclenchement .
Pour tenir compte du temps de démarrage des moteurs, on a défini trois
classes de déclenchement ( classes 10, 20 et 30 ) dans lesquelles les
plages du temps de déclenchement dépendent des temps de démarrage du
moteur ( 10s, 20s et 30s ).

Le document 1 montre les courbes d'une classe 10.

VI) CHOIX D'UN RELAIS THERMIQUE.
Le choix et le réglage du relais thermique se fait en fonction de :
- Le courant nominal du moteur
- La plage de réglage du relais thermique
- La classe de déclenchement en fonction du temps de démarrage

Le réglage du relais thermique se fait à la valeur du courant nominal du
moteur.

Le relais thermique doit être associé obligatoirement à des fusibles de
type aM car il ne supporte
pas les courts-circuits.
Le calibre des fusibles doit être compatible avec le relais thermique.

VII) CONCLUSION.
Le contact à ouverture du relais thermique est à insérer dans la partie
commande.
Le relais thermique par lui même n'ouvrira jamais un circuit de puissance
: c'est le rôle du
contacteur.