Un moteur triphasé de 15 kW alimenté en 400 V consomme environ 30 A. À l'intérieur de son démarreur se trouvent deux appareils avec deux tâches distinctes. Le contacteur établit et coupe le courant du moteur. Le relais de surcharge protège le moteur. Garder cette division claire dissipe l’essentiel de la confusion autour des contacteurs électriques. Un contacteur est un dispositif de commutation de charge, et non un dispositif de protection, et il est conçu pour être inspecté et remplacé lorsque ses contacts s'usent. La tension de la bobine, la catégorie d'utilisation, les contacts auxiliaires et le montage découlent tous de cette idée.
Ce que fait réellement un contacteur électrique
Un contacteur électrique est un interrupteur à commande électromagnétique conçu pour établir et couper de manière répétée un circuit de puissance sous charge. Le courant traversant la bobine attire une armature, les contacts principaux se ferment et un ou plusieurs contacts auxiliaires changent d'état en même temps. La suppression du courant de bobine permet à un ressort de rappeler l'armature et d'ouvrir les contacts principaux.
L'arc qui se forme lorsqu'un circuit chargé s'ouvre détruirait une paire de contacts simples en quelques milliers d'opérations. Les contacteurs de taille normale sont donc équipés de chambres de coupure d'arc ou de plaques séparatrices. Ceux-ci s'étirent, refroidissent et divisent l'arc jusqu'à ce qu'il ne puisse plus se réamorcer.
Trois limites comptent dans la pratique. Un contacteur n'offre aucune protection contre les surcharges, il est donc toujours associé à un relais de surcharge thermique ou électronique. Ce n'est pas un sectionneur, il ne peut donc pas servir de point d'isolement pour les travaux de maintenance. Et sa valeur nominale n'est pas un nombre unique : le même châssis transporte des courants différents pour les charges résistives, pour les moteurs commutés pendant le fonctionnement et pour les moteurs commutés pendant l'avance ou l'inversion.
Contacteur ou relais : où se trouve réellement la ligne
Les deux appareils sont des interrupteurs à commande électromagnétique et apparaissent tous deux dans les mêmes armoires, c'est pourquoi les termes sont mélangés. Les différences importantes sont le niveau de courant, le contrôle de l'arc et le service.
Tableau 1 : Comment un contacteur et un relais de commande répartissent le travail dans un panneau basse tension. | Propriété | Contacteur | Relais de contrôle |
| Valeur nominale typique du contact principal | 9 A jusqu'à plusieurs centaines de A | 1 A à 16 A |
| Norme de produit | CEI 60947-4-1 | CEI 60947-5-1 ou CEI 61810 |
| Contrôle des arcs | Coupeurs d'arc et plaques de séparation | Petit espace de contact, pas de chambre de coupure |
| Montage | Rail DIN ou panneau avec embase dédiée | PCB, prise ou rail DIN |
| Charge de bobine | Appel élevé, de plusieurs VA à plusieurs dizaines de VA | Faible, souvent inférieur à 1,5 VA |
| Service typique | Démarrage du moteur, charges de chauffage résistives | Logique, signalisation et service de pilotage |
| Durée de vie prévue | Dépend fortement de la catégorie d'utilisation | Des millions d'opérations à faible charge |
En dessous d'environ 20 A, la décision porte généralement sur le cycle de service et le type de charge plutôt que sur la taille. Un relais à courant élevé tel que la série CY T90, évalué à 30 A ou 40 A dans une configuration SPDT, peut remplacer un petit contacteur sur des charges résistives ou légèrement inductives et réduire l'encombrement du panneau. Lorsque la charge est un moteur, la chambre de coupure dans un contacteur gagne toujours de la place.
Relais SPDT haute puissance CYT90 T90 pour commutation de charge compacte Relais SPDT compact haute puissance pour commutation 20 A/30 A, utile lorsque les charges résistives ou légèrement inductives nécessitent un faible encombrement du panneau. Voir le produit → Les catégories d'utilisation déterminent la durée de vie
Le courant important imprimé sur la plaque signalétique d'un contacteur est généralement le courant thermique, la valeur que l'appareil peut supporter sans surchauffe. Ce n'est pas le courant que les contacts peuvent commuter à plusieurs reprises pendant des années. Ce chiffre provient de la catégorie d'utilisation.
Tableau 2 : catégories d'utilisation CEI et ce qu'elles signifient pour la durée de vie des contacts. | Catégorie | Charge typique | Changement de gravité |
| AC-1 | Charges non inductives ou légèrement inductives, chauffage résistif | Lumière |
| AC-3 | Moteurs à cage d'écureuil, commutant en cours de fonctionnement | Modéré, le plus courant |
| AC-4 | Moteurs à cage d'écureuil, inching, branchement et inversion | Sévère |
| DC-1 | Charges CC non inductives | Lumière |
| DC-3 | Moteurs à courant continu à enroulement shunt, démarrage, branchement, avance lente | Sévère |
| DC-13 | Électro-aimants et bobines DC | Modéré, avec une inductance élevée |
Deux conséquences s’ensuivent. Tout d'abord, comparez toujours ce qui est comparable : un appareil 18 A AC-3 n'est pas un appareil 18 A AC-4, et les fiches techniques montrent directement cette réduction. Deuxièmement, la température ambiante et la taille du boîtier modifient le courant utilisable. Un contacteur évalué à 60 degrés Celsius à l'air libre perd de sa capacité à l'intérieur d'une armoire scellée, les courbes de déclassement doivent donc être lues avant de passer la commande.
Circuits de bobine : les relais et modules d'interface effectuent la commutation
Les contacteurs sont normalement pilotés par un API, et c'est là que le circuit de la bobine rencontre des problèmes. Une sortie de transistor évaluée à 0,5 A à 24 VCC ne peut pas piloter une bobine de 230 V qui consomme plusieurs VA lorsqu'elle est scellée et bien plus au moment de l'activation. La réponse habituelle est une couche d'interface : la sortie de l'API pilote un petit relais, et ce contact de relais commute la bobine du contacteur.
Un module monté sur rail avec une bobine de 24 V CC et des contacts inverseurs, tel que la série MCYF1, effectue cette conversion dans un seul emplacement pour rail DIN et maintient le câblage bien rangé lorsqu'un panneau contient vingt ou trente démarreurs.
Module de relais sur rail DIN MCYF1 avec relais à verrouillage magnétique Module monté sur rail DIN utilisant des relais à verrouillage magnétique, offrant une commutation multicanal 10 A-16 A pour des panneaux de commande industriels bien rangés avec une faible puissance statique. Voir le produit → La protection côté bobine est tout aussi importante. Les bobines CC nécessitent une diode de roue libre ou un réseau RC, et les bobines CA nécessitent une varistance ou un amortisseur RC. Sans eux, le champ qui s'effondre à la mise hors tension produit un transitoire qui finit par supprimer la sortie de l'automate plutôt que le contacteur.
Faire correspondre le côté contrôle au côté commutation
Toutes les fonctions de contrôle ne nécessitent pas un relais ordinaire. Trois familles couvrent la plupart des cas pratiques. Les relais électromagnétiques à usage général assurent le service de pilotage standard. Les relais à verrouillage magnétique conservent leur dernier état sans alimentation continue de la bobine, ce qui convient aux séquences d'étapes, aux fonctions de mémoire et aux panneaux où la consommation de bobine s'additionne. Les relais Reed commutent des signaux haute tension ou haute fréquence à faible courant et offrent une très longue durée de vie mécanique.
Les mélanger négligemment provoque des problèmes, car un relais de verrouillage qui conserve son état après une panne de courant est utile dans une séquence et dangereux dans un chemin d'arrêt d'urgence où le circuit doit s'interrompre. Des types tels que la série CYF3S, un relais à verrouillage 14F évalué à 16 A, montrent clairement le compromis : deux états stables, pas de courant de maintien et la nécessité de concevoir délibérément la logique de réinitialisation.
Relais de verrouillage magnétique CYF3-S 14F pour commutation sans puissance Relais de verrouillage compact qui maintient l'état de contact après la coupure de l'alimentation de commande, utile pour l'assemblage de circuits imprimés où une mémoire de mise hors tension est requise. Voir le produit → Une courte liste de contrôle des spécifications
- Identifiez la charge et la catégorie d'utilisation, pas seulement le courant thermique.
- Confirmez le courant du contact principal dans cette catégorie, puis appliquez un déclassement pour la température ambiante et le boîtier.
- Fixez la tension de la bobine et le type d'alimentation, AC ou DC, et vérifiez la charge d'appel sur la sortie de commande.
- Comptez les contacts auxiliaires nécessaires à l'étanchéité, au verrouillage et au retour d'état.
- Vérifiez la taille des bornes, la section du câble, le montage et l'espace laissé pour les chambres de coupure.
- Vérifier la coordination des courts-circuits avec le dispositif de protection en amont.
- Estimez les opérations par heure et définissez un intervalle d’inspection ou de remplacement des contacts.
Modes de défaillance que vous pouvez lire à partir du panneau
- Un grillage de bobine indique généralement une sous-tension prolongée, une surtension transitoire ou une tension de bobine incorrecte.
- Les contacts principaux soudés suivent la fermeture en cas de court-circuit ou de charge d'appel très élevée.
- Le broutage provient d'une alimentation de commande affaissée, d'une borne desserrée ou d'une sortie qui n'a jamais été conçue pour la bobine.
- L'usure rapide des contacts sur les moteurs est presque toujours la mauvaise catégorie d'utilisation, comme le service d'inversion sur un appareil classé AC-3.
- Une usure inégale entre les trois pôles suggère un déséquilibre de phase ou une connexion lâche sur une jambe.
Approvisionnement en contacteurs et relais de contrôle
Demandez plus qu’une note actuelle. Les fiches techniques utiles incluent les données des bobines pour le courant alternatif et continu, les courbes de durée de vie mécaniques et électriques, les informations de déclassement et la disposition des bornes. Il convient également de se demander ce qui change entre un échantillon et une série de production, car le matériau de contact, l'épaisseur du placage et la force du ressort modifient davantage les chiffres de durée de vie que la valeur nominale.
La société à l'origine de ce site, Ningbo Chengyuan Chuangke Electronics, fabrique des relais à Yinzhou, Ningbo depuis 1996, et son profil de l'entreprise décrit une gamme couvrant les relais électromagnétiques à usage général, les relais Reed, les relais à verrouillage magnétique et les modules de commande industriels montés sur rail. Ses brevets de 2012 à 2014 incluent un mécanisme bistable à verrouillage magnétique à encliquetage, un relais à verrouillage magnétique push-pull et un relais thermocouple de type cadre. Si vous avez besoin de données de bobine pour un circuit d'interface 24 V CC ou d'un contact 16 A pour un petit démarreur, vous pouvez demander un devis et faites correspondre les pièces à votre panneau.
Les contacteurs et les relais ne sont pas des réponses concurrentes à la même question. Le contacteur gère la charge, le relais gère la logique et un panneau fonctionne de manière fiable lorsque chaque appareil est choisi pour la fonction qu'il verra réellement.
