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Accueil du site > Articles > L’électricité à bord > Des relais et de leur consommation

Rubrique : L’électricité à bord

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Des relais et de leur consommationVersion imprimable de cet article Version imprimable

Publié Mai 2015, (màj Mai 2015) par : Négofol   

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L’intérêt des relais :

Dans la conception du circuit électrique du bateau, l’utilisation de relais ou contacteurs est un bon moyen de simplifier le câblage et limiter les pertes de charge.

Il est certain que seul un contacteur de puissance permettra de commander un guindeau,un propulseur d’étrave ou le démarreur depuis un petit boitier de contrôle : il est physiquement impossible de faire transiter le très fort courant de ces moteurs dans un flexible.

Des relais plus petits permettront de mettre en route divers équipements en utilisant un câblage plus direct et plus court, limitant les coûts et pertes de charge dans les fils.

Le problème de la consommation des relais :

La consommation du contacteur du guindeau, propulseur ou démarreur est négligeable face à la puissance absorbée : en effet, le contacteur ne consomme que durant les courtes phases de fonctionnement de l’équipement.

Par contre, lors de l’utilisation de relais dans le reste de l’installation, il ne faut pas perdre de vue qu’un relais a une consommation électrique propre, même si le circuit consommateur consomme peu ou pas du tout.

Dans le forum , un exemple récent de question proposait d’utiliser un contacteur 80 A pour commander la mise en marche du pilote automatique. Un court examen de la doc montre que la bobine du type de relais envisagé consomme de 10 à 20 W, et ce que le pilote consomme ou non. Si on considère qu’un vérin électrique Raymarine consomme de 48 à 72 W maximum et de façon intermittente, il apparaît clairement que le relais risque de consommer autant sinon plus que le pilote !

La prise en compte dans le bilan électrique :

Lors de l’étude du circuit de bord et, notamment, pour un voilier dont on cherche à minimiser la consommation pour accroître l’autonomie, il conviendra de prendre en compte toutes les consommations et les diminuer le plus possible.

Si on considère habituellement la consommation des équipements, il est fréquent de ne pas considérer la partie alimentation dans le bilan. Hors tout élément du circuit consomme : câble (résistance interne), fusible (résistance) ou disjoncteur (bobine) et, le cas échéant, relais. Si les consommations des câbles, fusible et disjoncteurs sont inévitables, elles sont très faibles si les fils sont suffisamment dimensionnés.

Par contre, le problème des relais mérite d’être examiné et leur type judicieusement choisi.

Habituellement, dans un avant-projet de circuit électrique, on peut considérer qu’un petit relais enfichable consomme 1 W (pour 5 à 10 A de pouvoir de coupure), un relais de puissance 5 W (40 A de pouvoir de coupure).

Ces valeurs s’appliquent à des relais industriels de bonne qualité : les relais automobiles souvent utilisés, assez primitifs pour avoir un coût minimal, consomment souvent nettement plus : 2 W pour un 10 A par exemple est courant.

L’examen des fiches techniques des relais choisis permettra d’affiner ces valeurs afin de les intégrer au calcul.On aura évidemment intérêt à choisir le relais présentant la plus faible consommation pour la capacité de coupure nécessaire.

Une solution pour limiter la consommation

Une solution, possible et utilisée dans certains équipements dont on veut limiter la consommation, consiste à mettre à profit la remarque qu’un relais reste collé à une tension inférieure à la tension nominale, du fait que le maintien des contacts collés demande moins de force que pour les forcer à se fermer.

La plupart des relais restent collés de façon fiable à la moitié de la tension nominale, ce qui permet de diviser la puissance absorbée par 4 et, en plus, d’augmenter la fiabilité et la durée de vie en limitant l’échauffement. On peut donc imaginer un système qui, après fermeture du relais, diminue la tension de commande à une valeur assurant le maintien. Malheureusement, il n’existe pas d’équipement commercial à ma connaissance pour des petits relais.

(On peut noter que Lecomble et Schmitt vend un boitier qui fait exactement la même chose pour la commande de l’électrovanne de By-Pass de leurs vérins de pilote, qui présente la même caractéristique, l’Ecopilot : http://www.ls-france.com/fr/lsvoile...).

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Pour les amateurs de bricolage créatif, un exemple de circuit est donné ci-contre... A vos fers à souder !

Les relais bistables et leur intérêt

Il existe par contre une solution, peu connue et assez peu répandue, qui est particulièrement intéressante pour nos applications : les relais à rémanence (aussi appelés bistables, en anglais Latching relay).

Ce sont des relais modifiés (en gros, en ajoutant un aimant permanent qui assure le maintien collé des contacts).

Une impulsion (0,1 s suffit) sur une borne (ici Set) permet de faire coller le relais, qui restera collé même en cas de coupure de l’alimentation, et une impulsion sur une autre borne (ici Reset) permettra d’ouvrir le circuit, qui restera également ouvert : on a donc l’équivalent d’un interrupteur commandé à distance, facile à commander par un petit interrupteur à trois positions instables « On »-Off-« On ».

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Un exemple de ce type de matériel :

http://fr.rs-online.com/web/p/relai...

Sans oublier le support :

http://fr.rs-online.com/web/p/suppo...

La beauté de cette solution est que la consommation du relais est nulle en fonctionnement des équipements.

UP


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3 Messages de forum

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  • 10 septembre 2015 19:34, par JLouis écrire     UP  image

    Il existe en fait, différents modèles de relais ’bistables’. Ceux maintenus par un aimant permanent peuvent présenter un risque d’utilisation dans des conditions de chocs ou de vibrations qui ne sont pas inhabituelles sur les bateaux. En effet, la masse de la partie mobile peut être suffisante pour faire bouger celle-ci suffisamment et les contacts peuvent se retrouver fugitivement ou définitivement ouverts alors qu’ils étaient fermés.

    Diverses solutions sont proposées comportant un verrouillage mécanique comme dans le cas des télérupteurs domestiques (rotation ou cliquet).

    Certains bistables miniatures sont pilotés sans inversion de polarité, en envoyant la même impulsion pour l’ouvrir ou le fermer (principe du télérupteur) ce qui simplifie la commande lorsque celle-ci est électronique.

    Répondre à ce message

    • 12 septembre 2015 12:53, par Négofol écrire     UP     Ce message répond à ... Animateur

      Tout à fait d’accord et merci de ces précisions.

      Je vois cependant un problème potentiel, suivant l’utilisation, aux relais à commande par impulsions successives : il est impossible de prévoir une commande coupant le circuit sans risque d’erreur, ce qui peut poser un risque en terme de sécurité, pour des applications critiques : si un relais type télérupteur ne pose aucun problème pour commander un plafonnier (où on voit clairement si c’est allumé ou éteint), il en est autrement si on veut couper, par exemple, un pilote automatique.

      Répondre à ce message

      • 25 septembre 2015 15:09, par JLouis écrire     UP     Ce message répond à ...  image

        C’est vrai, ce type de relais nécessite un peu d’électronique pour l’exploiter efficacement.
        C’est d’ailleurs ce que proposera notre carte CIO sur le système de supervision technique de bord ! ;-)
        L’information transmise est ’logique’ : je veux ouvrir ou fermer tel ou tel contact, le traitement est local et contrôlé. Une fois le relais dans la bonne position, la consommation électrique est limitée à celle de la carte de contrôle que nous espérons maintenir inférieure à 20mA quel que soit ne nombre de relais bistables et d’entrées...

        Une version sans unité centrale sera disponible : 1 entrée logique pilote 1 sortie/relais bistable x N voies

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