Comment fonctionnent les relais thermiques, où sont-ils utilisés ?

Dans les systèmes électriques, des surintensités se produisent parfois pour diverses raisons. Les surintensités générées produisent une chaleur excessive, pouvant provoquer la combustion des câbles et endommager les équipements. De nombreux éléments de protection tels que les disjoncteurs automatiques, les disjoncteurs compacts et les relais thermiques sont utilisés dans le système électrique pour protéger contre les surintensités et minimiser les dommages pouvant en résulter. Le choix de l’élément de protection à utiliser dans le système électrique dépend de la caractéristique de charge électrique de la charge à protéger.

Les relais thermiques, qui font partie des éléments de protection des circuits, sont des dispositifs conçus pour protéger les moteurs asynchrones contre les surcharges, en fonction de leur caractéristique courant-temps.

Comment fonctionne un relais thermique ?

À l’intérieur du relais thermique se trouve un élément bimétallique formé par l’assemblage de deux métaux ayant des coefficients de dilatation différents. Une bobine de chauffage est enroulée autour de l’élément bimétallique ; ainsi, en cas de surintensité, la bobine de chauffage surchauffe, provoquant la dilatation de l’élément bimétallique et, par conséquent, sa flexion vers le métal ayant le plus petit coefficient de dilatation. En conséquence, l’effet thermique des surintensités se transforme en mouvement mécanique, ouvrant les contacts normalement fermés et fermant les contacts normalement ouverts. Les contacts ouverts coupent l’alimentation de la bobine du contacteur, ce qui permet au contacteur d’ouvrir le circuit.

Le temps de réaction du relais thermique est directement proportionnel à l’intensité du courant traversant la bobine de chauffage. Le fait que la bobine chauffe et actionne le bimétal nécessite un certain temps. Cela signifie que, dans les relais thermiques parmi les éléments de protection, le temps de réaction est plus long en cas de surintensité. C’est pourquoi les relais thermiques sont généralement utilisés dans les endroits où l’on autorise le passage d’une surcharge pendant une durée prédéterminée avant le déclenchement. Si la surcharge ou la surintensité redescend à la valeur normale avant cette durée prédéfinie, le relais thermique n’entrera pas en action pour ouvrir l’équipement protégé. Les charges les plus couramment protégées par le relais thermique sont les moteurs asynchrones.

Une ou plusieurs raisons principales peuvent expliquer qu’un moteur électrique absorbe une surintensité. La surcharge du moteur, une tension d’alimentation faible ou une répartition déséquilibrée de la tension entre les phases, ainsi que le blocage de l’arbre du moteur, figurent parmi ces raisons principales. Chaque moteur possède une valeur de tolérance à la surcharge prédéfinie. Cela signifie que, selon son état de charge, chaque moteur peut fonctionner au-delà de sa charge nominale pendant une certaine durée autorisée. La durée pendant laquelle un moteur peut fonctionner en toute sécurité pour une charge donnée est déterminée par le fabricant. Le fait que les moteurs disposent d’une tolérance à la surcharge rend les relais thermiques appropriés en tant qu’élément de protection.

Qu’est-ce que la classe de déclenchement dans les relais thermiques ?

Dans les relais thermiques, il existe des classes de déclenchement 2,3,5,10A,10,20,30,40. Les classes de déclenchement définissent les temps de déclenchement à 7,2 fois la valeur de courant réglée du relais thermique. Autrement dit, un relais thermique de classe 10A, s’il est soumis à un courant égal à 7,2 fois le courant réglé, change d’état de contact après 2-10 s

Compensation des relais thermiques vis-à-vis de la température ambiante

L’une des caractéristiques les plus importantes qui distingue les relais thermiques des autres éléments de protection est qu’ils assurent une compensation de température. Autrement dit, le fonctionnement d’un relais thermique, dans ses limites de température de service définies, est possible indépendamment de la température ambiante grâce à la compensation de température. Pour cela, en plus du bimétal des 3 phases, on utilise un 4e élément bimétallique. Lorsque la température augmente, le 4e élément bimétallique se courbe dans le sens éloignant le volet de déclenchement du mécanisme ; ainsi, la variation de température n’affecte pas l’état de fonctionnement du relais thermique.

Les relais thermiques Sigma sont fabriqués conformément à la norme TS EN 60947-4-1, avec une classe de déclenchement 10A, de 0,16A à 240A. Grâce au bouton de test situé sur l’appareil, le fonctionnement du dispositif peut être testé, tandis que l’option de réarmement automatique ou manuel en cas de défaut offre également de la flexibilité à l’utilisateur. Les relais fabriqués avec une plage de réglage thermique sont en outre compensés vis-à-vis de la température ambiante. Les relais thermiques Sigma peuvent être utilisés non seulement en association avec des contacteurs, mais aussi de manière indépendante grâce à l’adaptateur pour rail DIN 35 mm. Avec les relais thermiques Sigma, une protection sûre des moteurs ainsi qu’une solution de démarrage compacte et économique sont proposées.