Un relais électromécanique (EMR) commute un circuit en utilisant une bobine électromagnétique pour déplacer des contacts physiques. Un relais statique (SSR) commute un circuit électroniquement en utilisant des composants semi-conducteurs tels que des TRIAC, des thyristors, des MOSFET ou des IGBT, généralement avec une isolation optique entre l'entrée et la sortie.
Aucun des deux types n'est universellement meilleur. Un EMR est souvent le meilleur choix lorsque vous avez besoin d'un très faible courant de fuite à l'état bloqué, d'un comportement de contact visible, d'une grande flexibilité AC/DC et d'une meilleure tolérance aux surcharges brèves. Un SSR est généralement préférable lorsque vous avez besoin d'un fonctionnement silencieux, d'une fréquence de commutation très élevée, d'une absence de rebond de contact et d'une longue durée de vie dans les applications de commutation répétitives telles que le contrôle de chauffage.
Si vous avez d'abord besoin de bases sur les relais statiques (SSR), consultez Comprendre les relais statiques. Cet article se concentre sur la décision de sélection entre les relais électromécaniques (EMR) et les relais statiques (SSR).
Du point de vue des normes, le cadre approprié dépend de l'appareil et de l'application. Les contacteurs électromécaniques et les démarreurs de moteur sont généralement traités dans la norme CEI 60947-4-1 ; les appareils de circuit de commande et les éléments de commutation sont associés à la norme CEI 60947-5-1 ; les contrôleurs et démarreurs de moteur à semi-conducteurs sont couverts par la norme CEI 60947-4-2 ; et les contrôleurs/contacteurs à semi-conducteurs CA pour les charges non motrices sont couverts par la norme CEI 60947-4-3. Dans les tableaux industriels nord-américains, la norme UL 508 et les exigences de produit/homologation associées peuvent également être pertinentes. Utilisez toujours la norme et les caractéristiques nominales indiquées sur la fiche technique réelle du produit.
Tableau de comparaison rapide EMR vs SSR
| Facteur de sélection | Relais électromécanique (EMR) | Relais statique (SSR) |
|---|---|---|
| Méthode de commutation | Contacts mécaniques actionnés par une bobine électromagnétique | Dispositif de sortie à semi-conducteur contrôlé électroniquement |
| Pièces mobiles | Oui | Pas de |
| Vitesse de commutation | Plus lente, généralement limitée par le mouvement mécanique | Plus rapide, souvent de l'ordre de la microseconde à la milliseconde selon la conception |
| Bruit audible | Clic audible | Silencieux |
| Rebond de contact | Possible | Aucun rebond mécanique |
| Courant de fuite à l'état bloqué | Presque nul à travers les contacts ouverts | Présente un courant de fuite à l'état bloqué |
| Pertes à l'état passant | Très faible résistance de contact en bon état | La chute de tension ou la résistance à l'état passant génère de la chaleur |
| Dissipation thermique | Généralement plus faible en cas de commutation à faible cycle de service | Nécessite souvent un déclassement et un dissipateur thermique |
| Tolérance aux surtensions/courants d'appel | Souvent plus tolérant aux surcharges de courte durée | Plus sensible aux surtensions et aux surintensités |
| Compatibilité de la charge | Flexible, si la capacité nominale des contacts correspond au courant alternatif/continu et au type de charge | Doit correspondre soigneusement à la sortie CA, à la sortie CC, au type de charge et à la conception thermique |
| Isolation électrique | Isolation entre la bobine et les contacts | L'isolation optique ou par transformateur est courante |
| Modes de défaillance | Usure des contacts, soudure des contacts, défaillance de la bobine | Tombe souvent en court-circuit lorsque le semi-conducteur est endommagé |
| Meilleure solution | Contrôle général, interverrouillage, commutation basse fréquence | Commutation fréquente, contrôle silencieux, applications de chauffage/PID |
Qu'est-ce qu'un relais électromécanique ?
Un relais électromécanique est un interrupteur commandé électriquement. Son côté entrée est une bobine. Lorsque la bobine est alimentée, elle crée un champ magnétique qui attire une armature et change l'état d'un ou plusieurs contacts. Les contacts peuvent être normalement ouverts (NO), normalement fermés (NF) ou des contacts inverseurs.
Cette action mécanique simple confère aux relais électromécaniques (EMR) plusieurs atouts pratiques :
- les contacts ouverts offrent un courant de fuite très faible
- le circuit de sortie est physiquement séparé du circuit de la bobine
- un seul relais peut offrir plusieurs configurations de contacts
- les charges CA et CC peuvent souvent être commutées par le même jeu de contacts si le calibre est approprié
- les techniciens peuvent souvent entendre ou sentir le fonctionnement du relais lors du dépannage
Mais cette même conception mécanique impose également des limites. Les contacts s'usent, rebondissent, produisent des arcs, s'oxydent et peuvent se souder en cas de surcharge ou de commutation inductive. La bobine consomme de l'énergie et peut générer de la chaleur. La vitesse de commutation est limitée par les pièces mobiles.
Pour le contexte général des relais, voir Contacteurs vs Relais.
Qu'est-ce qu'un relais statique ?
Un relais statique remplit la même fonction de commutation de base sans contacts mécaniques. Le signal d'entrée pilote un étage d'isolation interne, généralement par couplage optique, et le semi-conducteur de sortie commute la charge.
Les technologies de sortie SSR courantes incluent :
- Sortie TRIAC pour charges CA
- Sortie SCR / thyristor pour charges CA, souvent dans les SSR de plus forte puissance
- Sortie MOSFET pour charges CC ou commutation basse tension
- Sortie IGBT dans certaines applications CC haute tension ou de contrôle de puissance
Comme il n'y a pas de contacts mobiles, les relais statiques (SSR) sont silencieux et ne souffrent pas de rebond mécanique des contacts. Ils sont intéressants pour les applications à commutation fréquente, en particulier là où un relais électromécanique s'userait rapidement.
Cependant, un SSR n'est pas une version électronique parfaite d'un relais électromécanique (EMR). Il présente un courant de fuite à l'état bloqué, une perte de chaleur à l'état passant, des limitations de surtension et des exigences plus strictes concernant le type de charge. La sélection d'un SSR s'apparente davantage à celle d'un semi-conducteur de puissance qu'à celle d'un simple contact.
Différences de fonctionnement entre EMR et SSR
Chemin de commutation EMR
Dans un relais électromécanique (EMR), le courant de charge circule à travers des contacts métalliques physiques. Lorsque les contacts sont ouverts, l'entrefer assure la séparation. Lorsque les contacts se ferment, le courant circule à travers les surfaces de contact.
Cela confère à un EMR un état hors tension très propre, mais signifie également que les contacts absorbent les contraintes de commutation. Les charges inductives telles que les bobines, les solénoïdes, les petits moteurs et les bobines de contacteurs peuvent générer des arcs et des transitoires de tension lors de la commutation.
Chemin de commutation du SSR
Dans un SSR, le courant de charge circule à travers un composant semi-conducteur. La sortie ne devient jamais un entrefer mécanique. Lorsqu'il est hors tension, le semi-conducteur bloque le courant mais laisse passer un faible courant de fuite. Lorsqu'il est sous tension, le semi-conducteur présente une chute de tension ou une résistance, produisant de la chaleur.
Pour les SSR CA, les types à passage par zéro commutent près du passage par zéro de la forme d'onde CA, ce qui aide à réduire le bruit électrique pour les charges résistives. Les SSR à commutation aléatoire commutent sans attendre le passage par zéro et sont utilisés lorsque le contrôle de phase ou une synchronisation précise est nécessaire. Pour les SSR CC, les conceptions basées sur MOSFET sont courantes, et la polarité ou le blocage bidirectionnel doivent être vérifiés avec soin.
La commutation au passage par zéro est utile, mais ce n'est pas un avantage universel. Pour les charges hautement inductives telles que les transformateurs, les grandes bobines ou certains circuits liés aux moteurs, le courant et la tension ne sont pas en phase. Un SSR à passage par zéro sélectionné uniquement parce qu'il est “ plus silencieux ” peut créer un courant d'appel inattendu, une contrainte à la mise sous tension ou un comportement de commutation médiocre. Pour les charges inductives, vérifiez si le fabricant recommande le passage par zéro, la commutation aléatoire, des réseaux d'amortissement (snubber), une suppression des surtensions ou un dispositif de commutation différent.
Avantages des relais électromécaniques
1. Très faible courant de fuite à l'état bloqué
Lorsqu'un contact de relais électromécanique (EMR) est ouvert et en bon état, le côté charge est physiquement séparé. Cela rend les EMR utiles là où le courant de fuite poserait problème, comme pour les petits voyants, les entrées d'automates programmables (API), les circuits à haute impédance ou les charges devant être réellement hors tension.
2. Bonne tolérance aux surcharges brèves
Les contacts mécaniques supportent souvent mieux les appels de courant ou les surtensions transitoires qu'une sortie à semi-conducteur sous-dimensionnée. Cela ne signifie pas que les EMR peuvent ignorer les calibres des contacts, mais cela explique pourquoi ils restent courants dans les circuits de commande généraux.
3. Flexibilité des configurations de contacts
Les EMR peuvent offrir des configurations SPST, SPDT, DPDT et multipolaires. Une seule bobine peut commuter plusieurs circuits isolés, ce qui est utile pour le verrouillage, le retour d'état et la commande de tensions mixtes.
4. Facilité de dépannage sur site
Les techniciens peuvent souvent entendre le clic, mesurer la tension de la bobine et tester la continuité des contacts. Cela rend les relais électromécaniques (EMR) simples à utiliser dans de nombreux environnements de maintenance.
Inconvénients des relais électromécaniques
1. Usure des contacts et formation d'arcs électriques
Chaque opération crée une contrainte mécanique et électrique. La commutation de charges inductives sans suppression appropriée peut provoquer des piqûres sur les contacts, une accumulation de carbone ou un soudage des contacts.
2. Rebond des contacts
Lorsque les contacts se ferment, ils peuvent rebondir brièvement avant de se stabiliser. Cela peut avoir une incidence dans les circuits de comptage, d'impulsion ou logiques.
3. Fréquence de commutation limitée
Pour une commutation à haute fréquence, les pièces mécaniques deviennent le facteur limitant. Un fonctionnement répété réduit également la durée de vie mécanique et électrique.
Bruit audible
Le clic est utile pour le dépannage mais indésirable dans les équipements silencieux, les bureaux, les laboratoires ou les machines sensibles au bruit.
Avantages des relais statiques
1. Aucune usure mécanique
Un relais statique ne possède aucun contact mobile. Dans les applications à commutation fréquente, c'est souvent la raison principale pour choisir un relais statique.
2. Commutation rapide et silencieuse
La commutation des relais statiques est électronique, silencieuse et sans rebond. Ceci est utile pour le contrôle des chauffages, les équipements à semi-conducteurs, les machines d'emballage et les applications avec des cycles marche/arrêt fréquents.
3. Adapté au contrôle de chauffage PID
Les régulateurs de température commutent souvent les résistances chauffantes plusieurs fois par minute. Un relais électromécanique (EMR) peut s'user rapidement dans ce rôle, tandis qu'un relais statique (SSR) correctement dissipé peut supporter des cycles fréquents.
4. Courant de commande d'entrée plus faible dans de nombreux systèmes de contrôle
De nombreuses entrées de relais statiques peuvent être pilotées directement par des sorties de contrôle à faible puissance, bien que la tension et le courant d'entrée requis doivent toujours correspondre à ceux du contrôleur.
Inconvénients des relais statiques
1. Courant de fuite à l'état bloqué
Un relais statique n'est pas un contact ouvert parfait. Il présente un courant de fuite à l'état bloqué. Cela peut maintenir de petites charges allumées, perturber des entrées à haute impédance ou créer une tension mesurable côté charge, même lorsque le relais statique est hors tension.
Si une charge doit être totalement isolée avec un courant de fuite proche de zéro, un relais électromécanique (EMR), un contacteur ou un sectionneur mécanique peut être nécessaire.
Génération de chaleur et déclassement
Les relais statiques (SSR) dissipent de la chaleur pendant leur fonctionnement. Les SSR CA présentent généralement une chute de tension en sortie, tandis que les SSR CC à MOSFET possèdent une résistance à l'état passant. À courant élevé, cette chaleur devient un problème de conception majeur.
C'est pourquoi les fiches techniques des SSR incluent des informations sur le dissipateur thermique, la résistance thermique, la température ambiante et les courbes de déclassement. Le montage d'un SSR sans dissipation thermique appropriée est l'une des causes les plus fréquentes de défaillance prématurée.
3. Sensibilité aux surtensions et aux courts-circuits
Les semi-conducteurs peuvent tomber en panne rapidement en cas de surtension, de surintensité ou de courants d'appel élevés. Une coordination appropriée des fusibles, une suppression des surtensions et une adaptation de la charge sont essentielles.
4. La défaillance se manifeste souvent par un court-circuit
Un dispositif de sortie SSR endommagé peut tomber en panne en court-circuit. Concrètement, la charge peut rester sous tension même lorsque la commande d'entrée est désactivée. Pour l'isolation liée à la sécurité, les SSR ne doivent pas être considérés comme un substitut à l'isolation mécanique, à moins que l'architecture de sécurité complète ne soit conçue et approuvée à cet effet.
Dans les tableaux de commande des machines, des normes telles que la CEI/EN 60204-1 mettent fortement l'accent sur le sectionnement approprié de l'alimentation, la prévention des démarrages intempestifs, la liaison équipotentielle de protection et la vérification. Une sortie à semi-conducteur peut faire partie d'une fonction de commande, mais elle ne doit pas être considérée comme le seul dispositif d'isolation électrique pour le verrouillage, la maintenance ou la sécurité du personnel. Lorsqu'un sectionnement est requis, utilisez un dispositif de sectionnement ou d'isolation mécanique correctement dimensionné dans l'architecture de sécurité.
Le type de charge importe plus que le type de relais
Le choix du relais dépend fortement de la charge.
| Type de charge | Adéquation des relais électromécaniques (EMR) | Adéquation des relais statiques (SSR) | Note de sélection |
|---|---|---|---|
| Chauffage résistif | Bon | Excellent pour les cycles fréquents | Les relais statiques (SSR) sont souvent préférés pour le contrôle de température PID |
| Voyant lumineux ou petite charge de signalisation | Bon | Peut être affecté par le courant de fuite | Vérifier la charge minimale et le courant de fuite |
| Bobine de contacteur / solénoïde | Adapté avec suppression | Possible, mais le type de sortie et la protection contre les surtensions sont importants | La décharge inductive doit être contrôlée |
| Petit moteur | Possible si nominal | Utiliser avec précaution ; le courant d'appel et le comportement inductif sont importants | Envisager un contacteur ou un démarreur moteur pour les circuits de puissance |
| Commutation d'entrée API | Bon | Possible, mais une fuite peut provoquer un faux signal | Faire correspondre le type d'entrée et le seuil |
| Commutation à haute fréquence | Faible à modérée | Fort | Le relais statique (SSR) évite l'usure mécanique |
| Isolation de sécurité | Dispositif mécanique généralement privilégié | Normalement pas utilisé seul | Le courant de fuite des SSR et le mode de défaillance en court-circuit doivent être pris en compte |
Si le relais pilote des bobines de contacteurs, des solénoïdes ou des auxiliaires de commande de moteur, la suppression des transitoires et le pouvoir de coupure des contacts font partie intégrante de la sélection, et non d'une réflexion après coup. Le guide de commande moteur de VIOX explique comment les contacteurs, les relais de surcharge et les dispositifs de protection répartissent les tâches dans un circuit moteur : Comment sélectionner les contacteurs, les relais de surcharge et les disjoncteurs pour l'alimentation des moteurs. Pour la protection contre les transitoires de bobine, voir Comment choisir le bon limiteur de surtension pour contacteurs.
Normes et caractéristiques nominales à vérifier avant de comparer EMR et SSR
Les normes ne disent pas simplement que “ le relais électromécanique est meilleur ” ou que “ le relais statique est meilleur ”. Elles définissent la manière dont un appareil est testé, marqué et utilisé. L'aspect pratique consiste à comparer le relais au sein de la famille d'appareils et du régime de charge appropriés.
| Zone | Famille ou cadre normatif pertinent | Pourquoi c’est important |
|---|---|---|
| Contacteurs électromécaniques et démarreurs de moteur | IEC 60947-4-1 | Le régime de fonctionnement des moteurs et des contacteurs diffère de la simple commutation résistive |
| Relais de contrôle et appareils de circuit de commande | CEI 60947-5-1 | Aide à définir le comportement de commutation et les caractéristiques assignées des circuits de commande |
| Démarreurs et contrôleurs de moteur à semi-conducteurs | CEI 60947-4-2 | Pertinent lorsque des dispositifs à semi-conducteurs contrôlent des circuits de moteurs à courant alternatif |
| Contrôleurs/contacteurs à semi-conducteurs pour charges CA non motrices | CEI 60947-4-3 | Pertinent pour le contrôle de puissance de type relais statique (SSR) pour les appareils de chauffage et autres charges CA |
| Équipement électrique des machines | CEI/EN 60204-1 | Important pour le sectionnement de l'alimentation, l'isolation de sécurité et la prévention des démarrages intempestifs |
| Équipement de contrôle industriel nord-américain | UL 508 et exigences de certification associées | Important pour l'homologation des tableaux et l'adéquation des composants dans les projets conformes aux normes UL |
Pour les acheteurs, la leçon est simple : comparez la valeur nominale imprimée du relais avec la catégorie de charge réelle. Un relais qui semble adapté sur la seule base du courant peut s'avérer inadapté une fois pris en compte le cycle de commutation, la chaleur, les fuites, la protection contre les courts-circuits ou l'isolation de sécurité.
SSR AC vs SSR DC : ne pas les mélanger
L'une des erreurs les plus courantes lors de la sélection d'un relais statique (SSR) est de supposer que sa sortie est universelle.
Un SSR AC utilise souvent des composants de sortie TRIAC ou SCR. Il est conçu pour les charges AC et peut dépendre du passage par zéro de la forme d'onde AC pour s'éteindre. Il n'est pas adapté à la commutation de charges DC, sauf indication explicite dans la fiche technique.
Un SSR DC utilise souvent des MOSFET ou des IGBT. Il doit être sélectionné en fonction de la tension continue, du courant, de la polarité et parfois du blocage bidirectionnel. Certains relais statiques (SSR) CC sont sensibles à la polarité ; d'autres utilisent des montages MOSFET tête-bêche pour le blocage bidirectionnel.
L'étiquette “ SSR ” indique uniquement la technologie de commutation. Elle ne précise pas si la sortie est adaptée aux charges CA, CC, résistives, inductives ou aux charges moteurs.
Modes de défaillance : ce à quoi les équipes de maintenance doivent s'attendre
| Symptôme | Cause probable pour un relais électromécanique (EMR) | Cause probable pour un relais statique (SSR) |
|---|---|---|
| La charge reste activée alors que la commande est désactivée | Contacts soudés | Semi-conducteur de sortie en court-circuit, fuite perturbant une faible charge |
| La charge ne s'active pas | Défaillance de la bobine, détérioration des contacts, mécanisme cassé | Défaillance du circuit d'entrée, semi-conducteur de sortie en circuit ouvert, dommage thermique |
| Fonctionnement Intermittent | Oxydation des contacts, tension de bobine insuffisante, vibrations | Surchauffe, signal d'entrée limite, dommage transitoire |
| Signal de commande présent mais sortie instable | Rebond de contact ou battement mécanique | Type de relais statique (SSR) inadapté, courant de fuite, chaleur ou incompatibilité de charge |
| L'appareil chauffe en fonctionnement | Problème de bobine ou de contact en surcharge | SSR sous-dimensionné, dissipateur thermique manquant, déclassement insuffisant |
Cette perspective de terrain est importante car le remplacement d'un relais électromécanique (EMR) par un relais statique (SSR) peut modifier le comportement de défaillance de la machine. Le SSR peut résoudre l'usure mécanique mais introduire des problèmes de courant de fuite ou de chaleur.
Quand choisir un relais électromécanique (EMR) ?
Choisissez un relais électromécanique lorsque :
- la fréquence de commutation est faible ou modérée
- le courant de fuite à l'état bloqué doit être proche de zéro
- plusieurs contacts isolés sont nécessaires
- la charge peut impliquer des événements de courant d'appel ou de surtension brefs
- les techniciens de terrain ont besoin d'un test de continuité facile
- la sensibilité au coût est élevée
- le circuit nécessite un comportement de contact NO/NF/inverseur familier
les relais électromécaniques (EMR) restent des choix solides pour les panneaux de contrôle généraux, le verrouillage, la signalisation, les circuits d'alarme et de nombreuses sorties de relais temporisés. Pour les applications de temporisation, voir Relais vs Temporisateur et Comment choisir un relais temporisé.
Quand choisir un relais statique (SSR) ?
Choisissez un relais statique lorsque :
- la fréquence de commutation est élevée
- un fonctionnement silencieux est requis
- les rebonds de contact ne peuvent pas être tolérés
- la charge est principalement résistive, comme pour des appareils de chauffage
- le système de contrôle utilise des cycles marche/arrêt fréquents
- une longue durée de vie mécanique est plus importante qu'un courant de fuite à l'état bloqué minimal
- un dissipateur thermique approprié et une protection adéquate peuvent être intégrés dans le tableau électrique
La sélection d'un relais statique (SSR) doit toujours inclure le calcul thermique, le type de charge, le courant d'appel, le courant de fuite, le type de sortie, la protection contre les surtensions et la protection contre les courts-circuits.
Erreurs courantes lors du choix entre un relais électromécanique (EMR) et un relais statique (SSR)
Erreur 1 : Choisir un SSR parce qu'il semble plus avancé
Un SSR n'est pas automatiquement meilleur. Si l'application nécessite de vrais contacts ouverts, une tolérance élevée aux surtensions ou des tests sur site simples, un EMR peut être plus pratique.
Erreur 2 : Ignorer le courant de fuite du SSR
Le courant de fuite peut maintenir de petites lampes allumées ou entraîner une lecture incorrecte des entrées d'un automate (PLC). Comparez toujours le courant de fuite du SSR avec le seuil de la charge ou de l'entrée.
Erreur 3 : Oublier la dissipation thermique du SSR
Un SSR dont les caractéristiques électriques sont adaptées au courant peut tout de même tomber en panne s'il est monté sans le dissipateur thermique, le flux d'air ou le déclassement requis.
Dans un scénario courant chez les tableautiers, un relais statique (SSR) qui fonctionne lors d'un test rapide sur banc d'essai tombe en panne plus tard dans une armoire compacte car la température de l'enceinte est bien plus élevée que celle du laboratoire. Le courant nominal indiqué sur la plaque signalétique n'était pas le véritable problème ; c'est l'absence de vérification du déclassement qui l'était. Pour les panneaux de contrôle de chauffage, consultez toujours la courbe de déclassement du SSR à la température prévue dans l'armoire et vérifiez la surface de montage du dissipateur thermique.
Erreur 4 : Utilisation de contacts de relais électromécaniques (EMR) pour des cycles de chauffage fréquents
Un relais mécanique utilisé pour un contrôle rapide de la température peut s'user rapidement. Le SSR est souvent préférable pour une commutation fréquente du chauffage si la conception thermique est correcte.
Erreur 5 : Commutation de charges inductives sans suppression
Les EMR comme les SSR nécessitent une protection contre les transitoires inductifs. Les EMR peuvent subir des arcs électriques sur les contacts ; les SSR peuvent subir des surtensions au niveau des semi-conducteurs.
Ceci est particulièrement important lors du remplacement d'un EMR par un SSR. L'ancien contact de relais a pu tolérer des retours de bobine ou des courants d'appel occasionnels pendant des années ; la nouvelle sortie à semi-conducteur peut tomber en panne beaucoup plus rapidement si la même énergie transitoire n'est pas contrôlée.
Erreur 6 : Considérer le SSR comme un dispositif d'isolation de sécurité
Un SSR présente un courant de fuite et peut tomber en panne en court-circuit. Si la sécurité du personnel ou l'isolation pour maintenance est requise, utilisez un dispositif d'isolation mécanique ou une architecture de sécurité correctement dimensionnés.
Erreur 7 : Utilisation de relais statiques (SSR) à passage par zéro pour une charge inadaptée
Les SSR à passage par zéro sont souvent excellents pour les résistances chauffantes, mais ils ne constituent pas systématiquement le bon choix pour les transformateurs, les fortes charges inductives ou les applications sensibles à la phase. Lorsque le courant de charge est déphasé par rapport à la tension, le comportement de commutation peut différer de ce que suggère la simple explication de “ mise sous tension au passage par zéro ”.
Sélection De La Liste De Contrôle
Avant de choisir entre un relais électromécanique (EMR) ou un relais statique (SSR), vérifiez :
| Vérifier | Pourquoi c’est important |
|---|---|
| Type de charge | Résistive, inductive, capacitive, moteur, chauffage, signal |
| Sortie CA ou CC | Le type de sortie du SSR doit correspondre au type de courant de la charge |
| Courant de charge et courant d'appel | Détermine le calibre des contacts ou la contrainte du semi-conducteur |
| Fréquence de commutation | La haute fréquence favorise les relais statiques (SSR) ; la basse fréquence convient souvent aux relais électromécaniques (EMR) |
| Tolérance au courant de fuite | Important pour les faibles charges et les entrées d'automates programmables (API) |
| Dissipation thermique | Critique pour le calibre et la durée de vie des relais statiques (SSR) |
| Suppression des surtensions | Nécessaire pour les bobines, solénoïdes, moteurs et circuits sujets aux transitoires |
| Exigence relative au mode de défaillance | Les relais électromécaniques (EMR) et les relais statiques (SSR) présentent des modes de défaillance différents |
| Formulaire de contact | Les relais électromécaniques (EMR) peuvent facilement fournir des contacts NO/NF/inverseurs. |
| Isolation de sécurité | Nécessite généralement un dispositif d'isolation mécanique. |
FAQ
Un relais statique (SSR) est-il meilleur qu'un relais électromécanique ?
Pas toujours. Les SSR sont préférables pour une commutation silencieuse, rapide et fréquente. Les EMR sont souvent meilleurs lorsque vous avez besoin d'un courant de fuite quasi nul, de multiples formes de contacts, d'une tolérance aux surtensions ou d'un dépannage simple.
Un SSR coupe-t-il complètement la charge ?
Pas de la même manière qu'un contact mécanique ouvert. Les SSR présentent un courant de fuite à l'état bloqué, de sorte que les petites charges ou les entrées à haute impédance peuvent encore détecter une tension ou un courant.
Pourquoi un SSR a-t-il besoin d'un dissipateur thermique ?
Un SSR génère de la chaleur car sa sortie à semi-conducteur présente une chute de tension ou une résistance. À courant élevé, cette chaleur doit être évacuée par un dissipateur thermique, une plaque de montage ou un déclassement approprié.
Puis-je remplacer directement un relais électromécanique (EMR) par un relais statique (SSR) ?
Uniquement après avoir vérifié le type de sortie, le courant de charge, le courant d'appel, le courant de fuite, la dissipation thermique, la tension de commande et le mode de défaillance. Un appareil compatible au niveau des broches ou de la tension peut présenter un comportement différent.
Quel relais est le plus adapté pour le contrôle d'un chauffage ?
Pour les commutations fréquentes de chauffage, le SSR est souvent privilégié car il ne présente aucune usure des contacts et fonctionne silencieusement. Le dissipateur thermique et le déclassement du courant de charge doivent toutefois être correctement dimensionnés.
Quel relais est le plus adapté pour les signaux d'entrée d'un automate (PLC) ?
Les contacts EMR sont souvent plus simples lorsque l'entrée nécessite un véritable contact sec. Les sorties SSR peuvent fonctionner, mais le courant de fuite et le seuil d'entrée doivent être vérifiés.
Que se passe-t-il lorsqu'un SSR tombe en panne ?
De nombreuses défaillances de SSR se traduisent par une sortie en court-circuit, ce qui signifie que la charge peut rester sous tension. C'est pourquoi les SSR ne doivent pas être utilisés comme unique dispositif d'isolation pour la maintenance ou les arrêts critiques liés à la sécurité.
Les relais statiques (SSR) peuvent-ils commuter des moteurs ?
Certains SSR peuvent commuter des charges motrices s'ils sont spécifiquement dimensionnés pour cette fonction, mais le courant d'appel du moteur et les contraintes inductives doivent être pris en compte. Pour de nombreux circuits moteurs, les contacteurs, les relais de surcharge, les démarreurs moteurs ou les démarreurs progressifs dédiés sont plus appropriés.
Résumé
Le choix entre un relais électromécanique (EMR) et un relais statique (SSR) n'est pas une question de mise à niveau technologique, mais une question d'adéquation à l'application.
Choisir EMR lorsque vous avez besoin d'un faible courant de fuite, de contacts mécaniques, de multiples configurations de contacts, d'une tolérance aux surtensions et d'un dépannage facile sur site.
Choisir SSR lorsque vous avez besoin d'un fonctionnement silencieux, d'une fréquence de commutation élevée, d'une absence de rebond de contact et d'une longue durée de vie dans les applications de commutation répétitives, en particulier pour le contrôle des résistances chauffantes.
Pour les applications de tableaux de contrôle VIOX, la méthode de sélection la plus sûre consiste à commencer par le type de charge, la fréquence de commutation, la tolérance aux fuites, la conception thermique et le mode de défaillance. Choisissez ensuite l'EMR ou le SSR en fonction du comportement réel du circuit, et non en supposant qu'une technologie est toujours meilleure qu'une autre.
Sources utilisées
- Principe de fonctionnement des relais et construction des relais électromécaniques
- Fonctionnement, caractéristiques, commutation au passage par zéro et paramètres des relais statiques
- Aperçu des relais statiques et comparaison avec les relais électromécaniques
- Champ d'application de la norme IEC 60204-1 et contexte de l'équipement électrique des machines
- Catégories d'emploi IEC et contexte de la famille de normes IEC 60947
