Eviter l'arc de coupure en courant continu

[Paulold]

Bonjour
Comme indiqué dans le titre, je voudrais éviter l'arc de coupure lors de l'ouverture d'un circuit en courant continu de tension variable ( de 100 à 220 volts)

Je m'explique :

J'ai installé 6 panneaux solaires, donnés pour 300 Watts, 30 volts 9.9 ampères.
Je les ai branchés en série pour l'alimentation de mon chauffe-eau.
Je n'ai pas changé la résistance électrique du chauffe-eau mais il a fallu que j'ajoute un relais commandé par le thermostat afin d'éviter le fameux arc compte tenu de la tension.
J'obtiens au mieux de l'ensoleillement et de la journée en été : 202 volts 6.60 ampères.
On remarquera que la tension est supérieure aux données constructeur alors que les panneaux sont en charge.
Mon chauffe-eau peut atteindre sa température selon l'ensoleillement et la consommation d'eau chaude vers 12 ou 14 heures en été.

Jusqu'ici tout va bien.

Je voulais, lorsque mon chauffe-eau a atteint sa température, utiliser le surplus de production disponible.
J'ai pensé à brancher le fer à repasser.
J'ai installé une prise alimentée par les panneaux solaires sur laquelle je branche le fer à repasser, j'ai installé un relais sur le fer commandé par le thermostat.
Et c'est là que ça se gâte.
Si le ciel est bleu azur tout va bien mais il suffit qu'un nuage vienne à passer et...
La tension baisse, la bobine du relais lâche mollement, les contact ne se décollent pas assez vite pour éviter l'arc. Donc le relais grille.
A la différence du fer, la bobine du relais du chauffe-eau est alimentée sur secteur ; donc pas de problème.
Sur le fer, afin de ne pas multiplier les fils, j'ai choisi d'alimenter la bobine du relais sur le courant des panneaux.
C'est là que je suis bloqué : dans le cas présent comment éviter l'arc de coupure du circuit ?

J'ai pensé à un condensateur mais ça ne résoudra pas le problème. Rajouté deux fils pour alimenter la bobine du relais du fer sur secteur mais ça deviens une usine à gaz pour la branchement à la prise. Tout comme le chauffe-eau je voudrais que le fer puisse être indépendamment utilisé sur secteur ou sur le circuit des panneaux.

Voilà, voilà... si vous avez une idée.
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[penthode]

Hello
Passer par du photovoltaïque pour faire des calories

A un petit côté surréaliste qui aurait plu à Alfred Jarry

[BOB92]

Bonjour

Tu viens de découvrir tous les pb et dangers que posent un installation de panneaux dans la gamme des 200 V DC …

- Protection des personnes …. Courant différentiel par ex ..
- la coupure d'un courant DC …

C'est pour cela que la norme a imposé des éléments de sécurité et des contraintes de réalisation de/sur la liaison DC. Voir AFNOR/UTE

De plus, dans ton cas; il te faudra utiliser un relais prévu pour ton utilisation en DC . La caractérisation de ses contacts doit être clairement spécifiée en tension et courant dans sa fiche technique.

Cordialement

[gienas]

Bonjour Paulold et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

... La tension baisse, la bobine du relais lâche mollement, les contact ne se décollent pas assez vite pour éviter l'arc. Donc le relais grille.
A la différence du fer, la bobine du relais du chauffe-eau est alimentée sur secteur ; donc pas de problème.
Sur le fer, afin de ne pas multiplier les fils, j'ai choisi d'alimenter la bobine du relais sur le courant des panneaux.
C'est là que je suis bloqué : dans le cas présent comment éviter l'arc de coupure du circuit? ...

J'ai beau essayer de comprendre ce que tu as fait au juste, qui fait quoi et avec quoi, qui se détruit â quel endroit précis, je n'y arrive pas.

Peux-tu faire un schéma lisible, représentant toute la chaîne à problème, montrant la nature des sources (continu ou alternatif), la nature des bobines, les contacts ... et n'oublie pas d'ajouter l'endroit où ça flambe.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Paulold]

Bonjour à vous.
Je suis impressionné par votre réactivité.
Je vous ai fait un petit schéma de mon montage. J'espère que ce sera plus explicite que ma prose.
En tout cas merci à vous pour l'attention que vous porter à mon bricolage.

[penthode]

Mais pourquoi n'utilises tu pas de capteur thermique

Au lieu de photovoltaïque au rendement minable , compliqué et cher

[gienas]

... Je vous ai fait un petit schéma de mon montage. J'espère que ce sera plus explicite que ma prose.
En tout cas merci à vous pour l'attention que vous porter à mon bricolage ...

Aïe!

Je suis réputé pour être dur de la comprenette.

1- je suppose que la prise sur laquelle tu branches le fer délivre du continu, celui aui varie de 100 à 200V;

2- je ne comprends pas bien l'intérieur du fer et la bobine (?) qui se trouve à droite de ce que tu appelles thermostat.

Si c'est bien une bobine (de relais) et si c'est bien du continu, c'est le contact thermostat qui doit fumer.

Si ce dit relais est bien un relais, et que la résistance est bien une résistance, les contacts que tu dessinés n'ont pas à souffrir comme tu le dis.

Je pense à une erreur quelque part.

[nornand]

Aïe!

Je suis réputé pour être dur de la comprenette.

1- je suppose que la prise sur laquelle tu branches le fer délivre du continu, celui aui varie de 100 à 200V;

2- je ne comprends pas bien l'intérieur du fer et la bobine (?) qui se trouve à droite de ce que tu appelles thermostat.

Si c'est bien une bobine (de relais) et si c'est bien du continu, c'est le contact thermostat qui doit fumer.

Si ce dit relais est bien un relais, et que la résistance est bien une résistance, les contacts que tu dessinés n'ont pas à souffrir comme tu le dis.

Je pense à une erreur quelque part.

BJR
le schéma est ok le thermostat commute la bobine du relais qui lui commute la puissance , tout est normal . Ce sont bien les contacts du relais qui charbonnent.

[gienas]

Bonjour à tous

... le schéma est ok le thermostat commute la bobine du relais qui lui commute la puissance , tout est normal . Ce sont bien les contacts du relais qui charbonnent.

Hum. Je préfèrerais avoir les confirmations de Paulold, ce qui permettra (peut-être) d'en savoir plus sur sa "vision" des étincelles.

Si donc le thermostat (caché et invisible) commande bien une bobine de relais, je m'inquiète davantage pour le contact du thermostat qui souffre en silence (pardon, en aveugle) et qui va mal finir, que pour les contacts du relais, qui sont "faits pour".

Au fait, pourquoi en avoir mis deux? Pour augmenter les risques?

[Paulold]

Bonjour à vous.

Merci Normand pour avoir validé mon schéma.

C'est en effet les contacts de puissance du relais qui charbonnent.
Je ne m'en fait pas pour les contacts du thermostat qui commande la bobine du relais. Ça doit lui faire des vacances de commander la bobine pour quelques milliampères.
Ce thermostat à l'origine commandait directement la résistance du fer qui fait plus de 2 K watts.

Pourquoi une double coupure ? Ben, parce que le relais est fait comme ça. Je pense aussi qu'une double coupure est préférable pour éviter l'arc. ça marche très bien sur le chauffe-eau comme je le disais précédemment.

Faire de l'eau chaude avec du photovoltaïque je reconnais que ça peut paraître incongru au premier abord. Mais contrairement à ce que tu crois Penthode ça revient nettement moins cher que du captage thermique et beaucoup plus facile à mettre en oeuvre.
Pas de gestion du fluide caloporteur
Pas de tuyau aller retour à passer, seulement un câble.
Pas de chauffe-eau à changer. Seulement ajouter un relais.( un chauffe-eau avec serpentin échangeur coûte une fortune)

La bidouille sur le fer à repasser c'est juste pour exploiter le surplus d'énergie disponible.

[gienas]

... C'est en effet les contacts de puissance du relais qui charbonnent.
Je ne m'en fait pas pour les contacts du thermostat qui commande la bobine du relais. Ça doit lui faire des vacances de commander la bobine pour quelques milliampères.
Ce thermostat à l'origine commandait directement la résistance du fer qui fait plus de 2 K watts ...

Hum.

À quoi ça sert de venir demander des conseils si c'est pour ne pas en tenir compte?

Tu avoues indirectement mais incomplètement à mes questions. La prise est-elle effectivement en continu?

Contrairement â ce que tu penses, la bobine (pardon, l'inductance) de la bobine du relais elle fait très mal au contact qui l'alimente. Il se produit une très forte étincelle, qui, en continu, est très facile à supprimer. Cette protection est une diode dite de roue libre.

Tu t'inquiètes pour pas grand chose pour les gros contacts qui ne subissent presque rien mais que tu vois, mais tu oublies l'arc électrique dû à l'inductance, mais qui est caché.

C'est ton droit.


Édit: une relecture attentive de la discussion montre que les questions ne sont pas de nature électronique.

La discussion va être déplacée vers le forum adapté.

[Pellia]

Bonjour,
Lorsque l’on veut supprimer l’extra courant de rupture l’on place un condensateur en parallèle qui lui absorbe l’extra courant de rupture. Dans le cas présent il est induit par la self !

[Paulold]

À quoi ça sert de venir demander des conseils si c'est pour ne pas en tenir compte?

Je ne vois pas pourquoi tu me dis ça Gienas, Je suis près à suivre tes conseils mais excuse moi de ne pas être un expert en électronique. Je vois que j'ai du mal à me faire comprendre.

Tu avoues (?) indirectement mais incomplètement à mes questions. La prise est-elle effectivement en continu?

Oui la prise représentée sur le schéma délivre un courant continu variable selon l'ensoleillement puisque directement branchée sur les panneaux photovoltaïques.

Contrairement â ce que tu penses, la bobine (pardon, l'inductance) de la bobine du relais elle fait très mal au contact qui l'alimente. Il se produit une très forte étincelle, qui, en continu, est très facile à supprimer. Cette protection est une diode dite de roue libre.

Là, je ne comprends pas comment, sur la même tension, une intensité très minime, en courant continu, peut dégrader des contacts prévus pour passer une intensité 1000 fois supérieure en courant alternatif.

Tu t'inquiètes pour pas grand chose pour les gros contacts qui ne subissent presque rien mais que tu vois.

Alors, non je ne vois pas l'arc au niveaux des "gros contacts". Je l'entends. Et une fois seulement. Parce qu'il suffit d'une fois pour les griller. J'ai démonter le relais pour le constater; contacts collés et plastique fondu.

Tu parles d'une protection par "une diode dite de roue libre". Peux tu développer pour le néophyte que je suis ? Cette protection peut-elle être efficace pour les "gros contacts" sur ce circuit 200 Volts 7 ampères en DC ?

PS: Je ne sais pas inclure les textes de vos réponses, je les ai mis en italique.

[BOB92]

Bonjour
Et utiliser un relais avec une bobine prévue pour du CA ….. et l'alimenter en DC ….. la pauvre…... elle va se réchauffer ...….

Cordialement

[Antoane]

Bonjour,

Je suis loin d'être spécialiste dans la technologie en question, mais quelques précisions.

Charges résistive et charge inductive peuvent endommager les contacts d'un relais.

Dans le premier cas, c'est du au fait que l'énergie stockée sous forme magnétique dans la bobine doit être dissipée, la bobine force donc le courant à circuler, ce qui crée un arc entre les contacts du relais. La solution est simple et éprouver : mettre une diode de roue-libre (https://forums.futura-sciences.com/e...tml#post339919). Il est possible que le calibre/dimensionnement du thermostat soit ici tel que la petite étincelle due à cet arc soit sans danger pour lui -- ou au contraire le fasse vieillir prématurément.

Dans le cas d'une charge résistive alimentée en DC, un arcage se produit également lors de l'ouverture. Aux premiers instants de l'ouverture, un arc se crée à cause de la faible distance entre les contacts du relais, la présence d'impuretés entre eux, etc. L'arc peut ensuite se maintenir "pendant un certain temps" si le courant y circulant est suffisant pour maintenir le plasma en place.
La bonne solution serait d'utiliser un relais spécifié pour l'application considérée. Une solution "électrotechnique de grand papa" serait de placer un snubber en parallèle du contact du relais. Une solution plus moderne consisterait à utiliser un interrupteur statique (pour cette tension : MOSFET) - mais les problématiques de sécurités sont peut-être alors à revoir.

Je ne sais pas si accélérer la chute du relais est une solution de long terme, mais cela peut également s'implémenter avec un petit montage électronique. Il faudrait pour cela que tu donnes des valeurs précises de tension :
- celle à partir de laquelle le relais doit coller ;
- celle à partir de laquelle le relais doit tomber ;
- la tension min. à appliquer au relais pour qu'il colle ;
- la tension max. permettant au relais de rester collé.

Et utiliser un relais avec une bobine prévue pour du CA ….. et l'alimenter en DC ….. la pauvre…... elle va se réchauffer ...….

Il "suffit" de choisir la tension DC assurant un courant de commande dont la valeur serait celle vue en AC (en moyenne de la valeur absolue), ou il y a des problématiques supplémentaires liées à des questions magnétiques ?

[BOB92]

Bonjour

Non, un relais prévu pour fonctionner en CA fonctionnera très mal en CC .. en effet, même si l'on limite sa tension de bobine pour avoir un courant de maintien suffisant, ce courant de maintien risque d'être insuffisant pour avoir un mouvement assez rapide de l'équipage mobile … non conçu pour ce courant.
En CA le courant d'appel est important donc effort électrodynamique important, car le circuit magnétique est ouvert avec donc une self faible, puis équipage fermé, la self augmente et le courant diminue. C'est un avantage des relais en CA.

Le problème est encore bien plus significatif pour des contacteurs de puissance.

En CC, les équipages et bobines devront être conçues en conséquence (y compris des artifices d'alimentation pour des contacteurs en CC)

C'est pour cela, que dans ce cas, il faut choisir un contacteur (relais) prévu pour, dont les caractéristiques en CC figurent sans sa fiche technique.
- tenue des contacts ( X volts, Y Ampères)
- Bobine en DC

Cordialement

[Jeryko]

Bonjour à tous,

1) C'est donc un relais ajouté dans un fer ? (Je n'ai jamais vu de relais dans un fer ! )

2) Si les contacts "grillent" ce n'est pas la cause de l’extra courant de rupture.
C'est plus simple que cela.

Lorsque la tension baisse (rappel : le PV est un générateur de courant) le relais se décolle mollement.
Il n'y a plus de pression sur les contacts, le courant se coupe un peu mais dès qu'il n'y a plus de courant,
la tension remonte et ainsi de suite.
Aucun contact ne peut résister à ce régime "d'oscillation" (qui entraine la mort du contact.)

Il faut donc étudier un autre montage.
Un système d'alimentation ayant un cycle d'hystérésis important ? ?

[Antoane]

Merci BOB92 pour les explications.

On remarquera que la tension est supérieure aux données constructeur alors que les panneaux sont en charge.

30 V est la tension au point de puissance maximale (MPP). Que la tension soit supérieure indique que la résistance de la charge est trop élevée.

Lorsque la tension baisse (rappel : le PV est un générateur de courant) le relais se décolle mollement.
Il n'y a plus de pression sur les contacts, le courant se coupe un peu mais dès qu'il n'y a plus de courant,
la tension remonte et ainsi de suite.
Aucun contact ne peut résister à ce régime "d'oscillation" (qui entraine la mort du contact.)

C'est l'explication que donne Paulold dans son premier montage, sans mentionner l'oscillation.

Pour éviter les oscillations, il faudrait effectivement se baser sur le courant délivré par le panneau plutôt que sur la tension (avec le relais de commande en parallèle du panneau). Dans ce cas, pas besoin de beaucoup d'hystérésis.

[Paulold]

***************
L' OSCILLATION !!!
***************


Mais bon sang, mais c'est bien-sûr !

Comment n'y ais-je pas pensé avant,merci Jeryko.

Cette installation est vouée à l'échec !

Je vais planché sur un autre montage.

Je ne perds pas de vue vos remarques à tous et vous en remercie.

[Antoane]

Bonjour,

Cette installation est vouée à l'échec !

En mesurant le courant délivré par les panneaux et en n'alimentant le fer que lorsque celui-ci est suffisant, tu éviterais les oscillations.

[Paulold]

Oui ce serait une solution mais :
1: Je n'ai pas eu l'occasion de mesurer à partir de quelle tension le relais commence à osciller.
2: je n'ai pas connaissance de l'appareil qui permettrait de couper le courant à la tension souhaitée.

Je réfléchi à une télécommande couplé au thermostat du fer qui commanderai un relais sur le circuit en amont de la prise.

[gienas]

Oulà oulà oulà!

Je veux bien tout avaler, mais pas ça.

... non je ne vois pas l'arc au niveaux des "gros contacts". Je l'entends. Et une fois seulement ...

Une fois seulement c'est pas tout à fait assez. Ça cache autre chose.

Peux-tu expliquer le scénario?

Tu as branché; il s'est passé quoi?; puis tu as entendu; et tu as fait quoi; et le timing de ce preocessus?

... Parce qu'il suffit d'une fois pour les griller. J'ai démonter le relais pour le constater; contacts collés et plastique fondu ...

Là, ça demande des explications aussi et une photo des dégats, contacts compris, serait la bienvenue.

Peut-on savoir quelle est la capacité en courant de tes panneaux solaires? As-tu mis des protections (fusibles ou disjoncteurs) sur ces sorties panneaux?

Ce qui peut faire souder des contacts en une fois, sur une résistance, ce ne peut être que le courant. Or, sur la résistance chauffante du fer, elle (l'intensité) ne peut être que limitée.

Il doit donc y avoir une erreur quelque part. Le schéma n'est probablement pas celui que tu crois.

Il serait aussi utile de donner la référence exacte du relais, bobine comprise. Quelle est sa tension alternative nominale?

[Jeryko]

Pour information :

1) Un relais doit être franchement excité ou franchement désexcité. (chuté) :
Dans ces positions, les contacts sont bien établis, avec les pressions voulues.

2) Le contact ne doit jamais "trainer" entre les 2 positions stables. Aussi rapide que possible pour limiter les arcs électriques.

3) Un gros condensateur en parallèle sur une bobine de relais est très mauvais. Le relais va chuter en 2 temps.
a) la palette se décolle du noyau, il n'y a presque plus de pression sur les contacts.
b) le contact va s'ouvrir lentement et la palette revenir au repos lentement (relativement)
C'est un cas visible extrême mais plus généralement il passe inaperçu.

4) J'ai employé le mot oscillations mais ce n'est pas vraiment le cas.
En fait, le contact touche sans toucher en permanence, je préfère le mot vibrer mais avec un course infime.
(On devrait même l'entendre)

[BLI06]

Bonjour
Mais à quoi sert le relais pour le fer à repasser ?

[gienas]

Bonjour à tous

... Mais à quoi sert le relais pour le fer à repasser ?

On se le demande aussi.

Il sert entre autres à amener le bazar, à compliquer les diagnostics, sans compter les risques d’erreurs, ce que je soupçonne, alors qu’on peut espérer que ce fer fonctionnait correctement avant de le trafiquer.

[Antoane]

Bonjour,

De ce que j'ai compris, le fer ne doit chauffer que lorsque le thermostat (qui est externe au fer) est fermé. Le relais permet d'éviter de faire commuter la puissance du fer par le thermostat.

[gienas]

... le fer ne doit chauffer que lorsque le thermostat (qui est externe au fer) est fermé. Le relais permet d'éviter de faire commuter la puissance du fer par le thermostat.

Ce n'est pas ce que montre le croquis du #5.