Comprendre l’inductance relais-bobine pour déterminer l’énergie libérée par la bobine lors de la mise hors tension
Les utilisateurs de relais souhaitent souvent connaître l’inductance de la bobine de relais qu’ils utilisent afin de pouvoir déterminer l’énergie libérée par la bobine lors de la mise hors tension.
L’inductance de la bobine avec l’armature en position est supérieure à celle lorsque l’armature n’est pas en position. En effet, l’inductance varie directement avec la perméabilité incrémentielle (μ) et inversement avec la longueur (l) du chemin du circuit magnétique. L’espace d’air dans le circuit magnétique d’une armature qui n’est pas en position réduit μ et augmente l. Bien entendu, plus l’inductance est grande, plus l’énergie libérée dans le circuit de la bobine lors de la mise hors tension est importante.
L’inductance variera également avec la tension de la bobine, car la perméabilité varie avec la force de magnétisation qui, à son tour, dépend de la tension de la bobine. Pour obtenir les valeurs les plus significatives pour un concepteur de circuit, l’inductance doit être mesurée dans des conditions qui simulent le fonctionnement réel du relais ; c’est-à-dire à la tension et au courant nominaux.
L’inductance avec armature en position représente les conditions d’application réelles au moment où l’alimentation de la bobine est coupée. Lorsque l’alimentation de la bobine est coupée, la bobine génère une contre-tension, -e = L (di / dt), qui est réinjectée dans le circuit de commutation. Selon les niveaux d’énergie, cette surtension peut affecter la durée de vie ou les caractéristiques opérationnelles du commutateur qui contrôle la bobine du relais. (Pour les méthodes permettant de protéger le commutateur, voir « La suppression de la bobine peut réduire la durée de vie des relais », 13C3264.)
L’inductance des bobines CC doit être mesurée par la méthode L = tR à l’aide d’un oscilloscope. Cette méthode nécessite l’application d’une tension CC nominale à la bobine tout en maintenant physiquement l’armature en position. La valeur t correspond au temps nécessaire pour que le courant de la bobine atteigne 0,623 de sa valeur à l’état d’équilibre, et R correspond à la résistance CC de la bobine en ohms mesurée avec un ohmmètre.
L’inductance des bobines CA peut être déterminée en mesurant la tension et le courant de la bobine et la puissance réelle consommée à l’aide d’un wattmètre. Le produit de la tension et du courant de la bobine est « VA » dans l’équation suivante, « W » est la puissance donnée par le wattmètre. R = résistance CC mesurée en ohms.
Si un wattmètre n’est pas disponible, l’inductance peut être déterminée à l’aide d’un oscilloscope à double trace, dont une entrée est alimentée par une sonde de courant. Dans cette méthode, la tension nominale à la fréquence appropriée est appliquée sur la bobine et le déplacement temporel t de la tension appliquée et du courant de la bobine est mesuré par l’oscilloscope. L’inductance est calculée comme ci-dessus, avec :
t = durée en ms du retard du courant de la bobine vis-à-vis de la tension de la bobine
Figure 1.
Comprendre l’inductance relais-bobine pour déterminer l’énergie libérée par la bobine lors de la mise hors tension
Les utilisateurs de relais souhaitent souvent connaître l’inductance de la bobine de relais qu’ils utilisent afin de pouvoir déterminer l’énergie libérée par la bobine lors de la mise hors tension.
L’inductance de la bobine avec l’armature en position est supérieure à celle lorsque l’armature n’est pas en position. En effet, l’inductance varie directement avec la perméabilité incrémentielle (μ) et inversement avec la longueur (l) du chemin du circuit magnétique. L’espace d’air dans le circuit magnétique d’une armature qui n’est pas en position réduit μ et augmente l. Bien entendu, plus l’inductance est grande, plus l’énergie libérée dans le circuit de la bobine lors de la mise hors tension est importante.
L’inductance variera également avec la tension de la bobine, car la perméabilité varie avec la force de magnétisation qui, à son tour, dépend de la tension de la bobine. Pour obtenir les valeurs les plus significatives pour un concepteur de circuit, l’inductance doit être mesurée dans des conditions qui simulent le fonctionnement réel du relais ; c’est-à-dire à la tension et au courant nominaux.
L’inductance avec armature en position représente les conditions d’application réelles au moment où l’alimentation de la bobine est coupée. Lorsque l’alimentation de la bobine est coupée, la bobine génère une contre-tension, -e = L (di / dt), qui est réinjectée dans le circuit de commutation. Selon les niveaux d’énergie, cette surtension peut affecter la durée de vie ou les caractéristiques opérationnelles du commutateur qui contrôle la bobine du relais. (Pour les méthodes permettant de protéger le commutateur, voir « La suppression de la bobine peut réduire la durée de vie des relais », 13C3264.)
L’inductance des bobines CC doit être mesurée par la méthode L = tR à l’aide d’un oscilloscope. Cette méthode nécessite l’application d’une tension CC nominale à la bobine tout en maintenant physiquement l’armature en position. La valeur t correspond au temps nécessaire pour que le courant de la bobine atteigne 0,623 de sa valeur à l’état d’équilibre, et R correspond à la résistance CC de la bobine en ohms mesurée avec un ohmmètre.
L’inductance des bobines CA peut être déterminée en mesurant la tension et le courant de la bobine et la puissance réelle consommée à l’aide d’un wattmètre. Le produit de la tension et du courant de la bobine est « VA » dans l’équation suivante, « W » est la puissance donnée par le wattmètre. R = résistance CC mesurée en ohms.
Si un wattmètre n’est pas disponible, l’inductance peut être déterminée à l’aide d’un oscilloscope à double trace, dont une entrée est alimentée par une sonde de courant. Dans cette méthode, la tension nominale à la fréquence appropriée est appliquée sur la bobine et le déplacement temporel t de la tension appliquée et du courant de la bobine est mesuré par l’oscilloscope. L’inductance est calculée comme ci-dessus, avec :
t = durée en ms du retard du courant de la bobine vis-à-vis de la tension de la bobine
Figure 1.
