Réponse directe : que signifient les termes relatifs à la tension de bobine de relais ?
La tension de bobine d'un relais ne se limite pas à la tension indiquée sur l'étiquette du produit. Un relais possède également une tension d'appel, une tension de retombée et une tension de maintien. Ces valeurs expliquent quand le relais s'enclenche, quand il se relâche et s'il peut rester sous tension en cas de fluctuation de la tension.
La tension nominale de bobine est la tension de commande nominale pour laquelle le relais est conçu. La tension d'appel est la tension minimale nécessaire au fonctionnement du relais. La tension de retombée est la tension en dessous de laquelle le relais se relâche. La tension de maintien est la tension minimale nécessaire pour maintenir le relais sous tension une fois qu'il est enclenché.
Principaux enseignements
- Un relais 24V n'a pas toujours besoin de exactement 24V pour s'enclencher, mais il doit recevoir une tension suffisante pour dépasser sa tension d'appel.
- La tension de maintien est généralement inférieure à la tension d'appel ; ainsi, un relais peut rester sous tension à une valeur qui ne serait pas suffisante pour l'enclencher à partir du repos.
- La tension de retombée est importante lorsque le relais doit se relâcher correctement après la suppression du signal de commande.
- Des fils de commande longs, des alimentations faibles, des circuits 24V CC surchargés ou une mauvaise sélection de bobine CA/CC peuvent provoquer des vibrations du relais ou un défaut de fonctionnement.
- Les valeurs finales dépendent de la fiche technique du relais ; ne supposez pas que la tension d'enclenchement ou de déclenchement est identique pour toutes les marques de relais.
Aperçu des termes relatifs à la tension de bobine des relais
| Terme | Signification | Pourquoi c'est important |
|---|---|---|
| Tension nominale de la bobine | Tension nominale pour laquelle la bobine est conçue | Valeur principale utilisée lors de la sélection de relais 12V, 24V, 110V, 120V, 230V ou 240V |
| Tension d'enclenchement / tension de fonctionnement | Tension minimale à laquelle le relais fonctionne de manière fiable | Important lorsque la chute de tension ou une alimentation faible empêche l'enclenchement |
| Tension de retombée / tension de relâchement | Tension en dessous de laquelle le relais se relâche | Affecte le comportement de réarmement et le maintien indésirable |
| Tension de maintien / tension minimale de maintien | Tension minimale nécessaire pour maintenir le relais sous tension après l'enclenchement | Explique pourquoi un relais peut rester activé à une tension plus faible |
| Tension maximale admissible | Tension de bobine maximale que le relais peut tolérer dans les limites spécifiées | Empêche la surchauffe et l'endommagement de la bobine |
| Tolérance de tension de bobine | Plage de fonctionnement autorisée autour de la tension nominale | Important pour les alimentations instables et les transformateurs de commande |
Pour la sélection de la tension des relais temporisés selon les valeurs d'alimentation courantes, voir le guide de sélection de tension des relais temporisés de VIOX.
Tension nominale de la bobine : le numéro imprimé sur le relais
La tension nominale de la bobine est la tension de commande nominale pour la bobine du relais. Les exemples courants incluent :
- 12 V CC
- 24V DC
- 24V AC
- 110V AC
- 120V AC
- 220V AC
- 230V AC
- 240V AC
Il s'agit de la première valeur que les acheteurs vérifient généralement, mais ce n'est pas tout. Un relais marqué 24V DC est conçu pour un circuit de commande 24V DC, mais la fiche technique peut définir une plage de fonctionnement admissible autour de cette valeur.
Ne choisissez pas un relais uniquement en fonction de la tension de charge. La tension de la bobine est la tension appliquée à la bobine de commande. La capacité nominale des contacts correspond à la tension et au courant que les contacts du relais peuvent commuter. Il s'agit de parties distinctes du relais.
Tension d'appel : Pourquoi un relais ne s'enclenche pas
La tension d'appel, également appelée tension de fonctionnement, est la tension minimale requise pour que l'armature du relais se déplace et ferme ou commute les contacts.
Si la bobine reçoit une tension inférieure à la tension d'appel, le relais peut :
- défaut d'enclenchement
- enclenchement lent
- broutage
- bourdonnement
- fonctionnement uniquement à vide
- fonctionnement sur banc d'essai mais défaillance dans l'armoire de commande réelle
Ceci est courant dans les circuits de commande 24V DC avec de longues longueurs de câbles, des fils sous-dimensionnés, des alimentations surchargées ou trop de bobines de relais et de solénoïdes sur la même alimentation.
Exemple : Relais 24V sur un long câble de commande
Supposons qu'un relais 24V CC soit installé à l'extrémité d'un long câble. L'alimentation mesure 24V au niveau de l'armoire, mais seulement 19V atteignent la bobine du relais lorsque d'autres charges sont sous tension.
Si la tension d'appel du relais est supérieure à la tension réelle aux bornes de la bobine, le relais ne fonctionnera pas de manière fiable. La solution n'est pas d“” essayer un autre relais » en premier lieu. Mesurez la tension aux bornes de la bobine du relais pendant le fonctionnement, puis vérifiez la section du câble, la capacité de l'alimentation, les connexions des bornes et le courant de charge.
Tension de retombée : lorsque le relais se relâche
La tension de retombée, également appelée tension de relâchement, est la tension en dessous de laquelle le relais revient à son état normal.
Ceci est important lorsque :
- le relais doit se relâcher rapidement lorsque l'alimentation est coupée
- une tension résiduelle subsiste dans un circuit de commande
- Une sortie d'automate programmable (API) présente un courant de fuite.
- Un circuit RC ou un suppresseur de surtension maintient la tension sur la bobine.
- Le relais reste sous tension plus longtemps que prévu.
Si la tension de la bobine ne descend pas en dessous de la tension de retombée, le relais peut rester sous tension ou se relâcher lentement. Cela peut créer des symptômes de défaut déroutants : le signal de commande semble être à l'arrêt (OFF), mais les contacts du relais restent fermés.
Tension de maintien : pourquoi un relais peut rester activé à une tension plus faible.
La tension de maintien est la tension minimale nécessaire pour maintenir le relais activé une fois qu'il a été enclenché. Elle est généralement inférieure à la tension d'appel, car une force magnétique moindre est requise pour maintenir l'armature fermée que pour l'attirer depuis sa position de repos.
La raison physique est l'entrefer magnétique. Avant qu'un relais ne fonctionne, l'armature est ouverte, l'entrefer dans le circuit magnétique est important et la réluctance magnétique est élevée. La bobine nécessite un champ magnétique plus fort, ce qui implique un courant et une tension plus élevés, pour attirer l'armature. Une fois le relais activé, l'armature est fermée, l'entrefer devient très faible, la réluctance magnétique chute brutalement et beaucoup moins d'énergie est nécessaire pour maintenir le relais fermé.
Ceci explique une observation courante sur le terrain :
- le relais ne s'enclenche pas à basse tension
- mais une fois sous tension, il peut rester enclenché même si la tension chute
La tension de maintien est importante dans les alimentations instables, les circuits de commande sur batterie et les systèmes où des creux de tension surviennent lors de la mise sous tension de moteurs, solénoïdes ou contacteurs.
Tension d'enclenchement vs Tension de maintien
| Condition | Tension d'enclenchement | Tension de maintien |
|---|---|---|
| État du relais avant l'application de la tension | Hors tension | Déjà sous tension |
| Ce qu'il doit faire | Attirer l'armature | Maintenir l'armature en position |
| Relation typique | Plus élevé | Plus bas |
| Symptôme de défaillance | Le relais ne fonctionne pas | Le relais retombe lors d'une chute de tension |
| Cause courante | Chute de tension, alimentation faible, tension de bobine incorrecte | Creux de tension, transformateur de commande surchargé, borne desserrée |
Pour les circuits de commande avec relais temporisés, contacteurs et solénoïdes, les deux valeurs sont importantes. Un relais qui s'enclenche correctement lors des tests peut tout de même retomber pendant le fonctionnement de la machine si l'alimentation de commande chute sous la charge.
Considérez un cycle de relais comme une chronologie de tension. La bobine commence à 0V. Lorsque la tension dépasse le seuil d'appel, l'armature s'enclenche et les contacts changent d'état. Une fois le relais fermé, la bobine peut tolérer une certaine réduction de tension tant que celle-ci reste au-dessus du seuil de maintien. Lorsque le signal de commande est supprimé et que la tension de la bobine tombe en dessous du seuil de retombée, le relais se relâche et revient à sa position de contact normale.
Bobine CA vs Bobine CC : Ne pas les interchanger
Les bobines de relais CA et CC ne sont pas interchangeables, sauf si le relais est spécifiquement conçu pour une entrée universelle CA/CC.
| Type de bobine | Comportement clé | Erreur courante |
|---|---|---|
| Bobine CC | Conçue pour le courant continu avec des considérations de polarité dans certaines conceptions | Application d'un courant CA sur une bobine CC |
| Bobine CA | Conçue pour le courant alternatif et le comportement magnétique à la fréquence CA | Application d'un courant CC sur une bobine CA |
| Bobine universelle CA/CC | Conçu avec une électronique interne pour une plage d'entrée plus large | Supposer que tous les relais modernes sont universels |
L'utilisation d'un mauvais type de bobine peut provoquer des bourdonnements, une surchauffe, un défaut d'enclenchement ou des dommages à la bobine. Vérifiez toujours le marquage exact de la bobine, et pas seulement la valeur de tension.
Chute de tension dans les circuits de commande
La chute de tension est l'une des raisons les plus courantes pour lesquelles un relais ne s'enclenche pas de manière fiable.
Les causes possibles incluent :
- longues distances de câblage
- câble de commande sous-dimensionné
- Alimentation 24V DC faible
- Trop de charges sur une seule alimentation de contrôle
- Bornes desserrées
- Chute de tension aux bornes des sorties à transistors de l'automate (PLC)
- Affaissement de la tension du transformateur de contrôle AC en charge
Pour les circuits de contrôle basse tension, mesurez la tension aux bornes de la bobine du relais pendant que le circuit est en fonctionnement. Une mesure effectuée uniquement à l'alimentation peut masquer le problème.
Exemple sur site : Câble de contrôle de 50 m sur un panneau de convoyeur 24V DC
Un cas courant de dépannage d'armoire est un relais 24V DC installé près de l'extrémité d'une longue ligne de convoyeur. L'alimentation de contrôle indique 24V à l'intérieur de l'armoire, elle semble donc en bon état. Mais lorsque le solénoïde du convoyeur et les voyants lumineux sont activés simultanément, la bobine du relais à l'extrémité reçoit une tension plus faible en raison de la résistance du câble, du câblage de retour partagé et de la chute de tension aux bornes.
Sur l'établi, le relais fonctionne. Dans la machine, il vibre ou ne parvient pas à s'enclencher. La différence est que le test sur l'établi vérifie le relais avec un câblage idéal, tandis que le test sur la machine révèle la marge réelle de tension d'appel. La solution pratique consiste à mesurer la tension directement aux bornes A1/A2 ou aux bornes de la bobine pendant le moment de fonctionnement le plus critique, puis à corriger le câblage, le dimensionnement de l'alimentation, la connexion des bornes ou le choix de la tension de la bobine du relais.
Vibrations de relais : la tension en est souvent la cause
Les vibrations de relais signifient que le relais s'enclenche et se déclenche rapidement. Cela peut ressembler à un bourdonnement ou à un cliquetis.
Causes courantes liées à la tension :
| Symptôme | Cause probable liée à la tension |
|---|---|
| Le relais bourdonne mais ne s'enclenche pas | Tension de bobine inférieure à la tension d'appel |
| Le relais s'enclenche puis se déclenche | La tension d'alimentation chute en dessous de la tension de maintien |
| Le relais reste activé après la coupure de la sortie de commande | La tension de la bobine reste supérieure à la tension de retombée |
| Surchauffe du relais | Tension de bobine incorrecte ou surtension |
| Le relais fonctionne seul mais échoue avec d'autres charges | L'alimentation ou le transformateur ne peut pas supporter la charge totale |
L'usure mécanique, la saleté, les vibrations et les problèmes de contact peuvent également causer des dysfonctionnements du relais, mais la tension de la bobine doit être vérifiée en priorité car elle est facile à mesurer.
Tension de bobine du relais temporisé : quelle est la différence ?
Un relais temporisé peut contenir à la fois une bobine/entrée de commande et un circuit de temporisation électronique. Cela rend la sélection de la tension plus sensible que pour un relais électromécanique simple dans certaines applications.
Lors du choix d'un relais temporisé, vérifiez :
- la tension de commande nominale
- le type d'entrée CA ou CC
- la plage de tension admissible
- la tension de réarmement ou le comportement au relâchement
- la tension d'entrée de déclenchement
- la consommation électrique
- capacité nominale des contacts de sortie
- précision de temporisation en cas de fluctuation de tension
Si un relais temporisé se réinitialise de manière inattendue, le problème ne provient peut-être pas de la fonction de temporisation. La tension de commande chute peut-être en dessous de la plage de fonctionnement du relais.
Pour la sélection des produits, consultez la page de produits de relais temporisés de VIOX et comment choisir le bon relais temporisé.
Comment vérifier la tension de la bobine d'un relais sur site
Utilisez des pratiques de test électrique sûres et respectez les règles du site. Si le circuit se trouve dans une armoire de commande sous tension, la mesure doit être effectuée par du personnel qualifié.
Séquence de vérification sur site :
- Confirmer le marquage de la bobine : courant alternatif (AC), courant continu (DC), valeur de tension et repérage des bornes.
- Mesurer la tension d'alimentation à la source.
- Mesurer la tension directement aux bornes de la bobine du relais pendant le fonctionnement.
- Comparer la tension mesurée avec la plage de fonctionnement indiquée sur la fiche technique.
- Vérifier la tension au moment où d'autres charges sont mises sous tension.
- Inspecter les bornes, la section des câbles, le transformateur de commande et la charge de l'alimentation électrique.
- Vérifier si les sorties d'automate (PLC), les capteurs ou les suppresseurs laissent une tension résiduelle sur la bobine.
La mesure la plus utile n'est généralement pas la tension d'alimentation à vide. Il s'agit de la tension aux bornes de la bobine du relais lorsque celui-ci est censé fonctionner.
Erreurs de sélection courantes
| Erreur | Résultat |
|---|---|
| Adaptation de la tension de la bobine du relais à la tension de charge | Mauvais relais sélectionné |
| Ignorer la tension d'appel (pick-up voltage) | Le relais ne s'enclenche pas de manière fiable |
| Ignorer la tension de retombée (drop-out voltage) | Le relais ne se relâche pas correctement |
| Ignorer la tension de maintien (holding voltage) | Le relais se déclenche lors de creux de tension |
| Utilisation d'une bobine CA sur du CC ou d'une bobine CC sur du CA | Bourdonnement, surchauffe ou dommage de la bobine |
| Mesure effectuée uniquement au niveau de l'alimentation | Chute de tension non détectée aux bornes du relais |
| Ajout d'un suppresseur de surtension sans vérifier le comportement au relâchement | Le relais peut se relâcher lentement ou rester sous tension |
| Supposer que tous les relais 24V se comportent de la même manière | Les différentes fiches techniques peuvent présenter des plages de fonctionnement différentes. |
FAQ
Quelle est la tension nominale de la bobine du relais ?
La tension nominale de la bobine est la tension nominale pour laquelle la bobine du relais est conçue, telle que 12V CC, 24V CC, 120V CA ou 230V CA.
Qu'est-ce que la tension d'appel (pick-up voltage) dans un relais ?
La tension d'appel est la tension minimale requise pour que le relais fonctionne et change l'état de ses contacts depuis sa position hors tension.
Qu'est-ce que la tension de retombée (drop-out voltage) dans un relais ?
La tension de retombée est la tension en dessous de laquelle le relais se relâche et revient à son état normal.
Qu'est-ce que la tension de maintien (holding voltage) dans un relais ?
La tension de maintien est la tension minimale nécessaire pour maintenir le relais activé une fois qu'il a été enclenché. Elle est généralement inférieure à la tension d'appel.
Pourquoi mon relais ne s'enclenche-t-il pas ?
Les causes possibles incluent une tension de bobine trop faible, un type de bobine CA/CC incorrect, une chute de tension dans le fil de commande, une alimentation électrique insuffisante, des bornes desserrées ou une bobine de relais endommagée.
Pourquoi mon relais vibre-t-il ?
La vibration du relais se produit souvent lorsque la tension de la bobine est proche du seuil d'appel ou de maintien. Le relais s'enclenche, la tension chute, puis il se relâche à nouveau.
Puis-je utiliser un relais 24V CC sur du 24V CA ?
Non, sauf si la fiche technique du relais indique clairement que la bobine prend en charge une entrée CA/CC. Les bobines CA et CC sont conçues différemment.
Pourquoi un relais reste-t-il activé après la coupure de l'alimentation ?
La bobine peut encore présenter une tension résiduelle due à un courant de fuite, à l'énergie stockée, à un circuit de suppression ou à un câblage incorrect. Si la tension reste supérieure à la tension de retombée, le relais risque de ne pas se relâcher.
La tension de maintien est-elle identique à la tension d'appel ?
Non. La tension d'appel est nécessaire pour activer le relais à partir de sa position de repos. La tension de maintien est nécessaire pour le maintenir sous tension une fois qu'il a été actionné.
Comment choisir la tension de bobine de relais appropriée ?
Faites correspondre la bobine du relais à la tension du circuit de commande et au type CA/CC, puis vérifiez la tension d'appel, la tension de retombée, la plage de tension admissible, la consommation électrique et la chute de tension dans le câblage réel.
Conclusion
La tension de la bobine d'un relais est plus qu'une simple valeur nominale. La tension nominale indique l'alimentation de commande pour laquelle le relais est conçu, mais la tension d'appel, la tension de retombée et la tension de maintien expliquent le comportement du relais dans les circuits réels.
Si un relais ne s'enclenche pas, vibre, surchauffe, reste sous tension ou se réinitialise de manière inattendue, mesurez la tension aux bornes de la bobine dans les conditions réelles de fonctionnement. Dans de nombreuses armoires de commande, le problème ne provient pas du contact du relais ou de la fonction de temporisation, mais de la tension de bobine perçue par le relais au moment où il doit fonctionner.
