Un relais de surcharge thermique est un dispositif de protection électrique conçu pour déconnecter une machine, un appareil ou une installation de son alimentation en cas de dommage ou de surcharge. Cette protection est obtenue par l’inclusion de divers types d’éléments sensibles à la chaleur pour couper l’alimentation en cas de surcharge. Ces éléments thermiques réagissent au courant que consomme le composant protégé pendant son fonctionnement. Si le composant subit des augmentations excessives de la charge, de l’usure physique ou des dommages, la quantité de courant consommé augmentera en conséquence. Cela provoquera une coupure thermique et déconnectera l’alimentation principale du composant protégé.
Le passage du courant à travers un appareil électrique est la partie de la dynamique d’alimentation électrique qui génère de la chaleur. Une augmentation du flux de courant provoque une augmentation proportionnelle de la quantité de chaleur générée. Le flux de courant à travers un appareil électrique est un produit de la charge à laquelle l’appareil est soumis. Encore une fois, une augmentation de la charge entraîne une augmentation du courant et de la chaleur générée. Si cette charge augmente à un point qui dépasse les spécifications de conception de l’appareil, il surchauffera et finira par être détruit.
Les relais de surcharge thermique sont conçus pour éviter d’endommager ou de détruire les machines électriques en réagissant aux augmentations des températures induites par le courant. Si la température dépasse la valeur nominale du relais, il activera et déconnectera l’alimentation primaire et évitera d’endommager l’équipement. Cette désactivation est réalisée via un verrouillage mécanique ou électrique entre le relais et l’alimentation principale. Le composant sensible à la température d’un relais de surcharge thermique peut être une simple bande bimétallique ou un capteur ou une sonde électronique plus sophistiqué.
La bande bimétallique dans un relais de surcharge thermique est composée de deux métaux différents fusionnés ensemble. Les différentes caractéristiques des métaux signifient qu’ils chauffent à des vitesses différentes provoquant le pliage de la bande. Ce mouvement de flexion active alors un dispositif de découpe. Le relais de surcharge thermique électronique utilise un capteur ou une sonde pour lire la température générée par le courant. Un microprocesseur dicte alors quand le circuit s’ouvrira et coupera l’alimentation principale en fonction de paramètres prédéfinis.
Les relais de protection contre les surcharges sont soit installés dans les circuits de commande des grosses machines, soit comme lien direct dans l’alimentation des petits appareils. Les relais du circuit de commande se composent d’un élément sensible à la chaleur et d’un ensemble de points de contact. Le circuit de commande de la machine protégée passe par les points de contact du relais. Si la machine atteint des niveaux de courant de surcharge, le capteur de chaleur du relais désactive le relais de surcharge thermique qui, à son tour, coupe l’alimentation principale de la machine. Les petits appareils ont généralement leur alimentation électrique directement à travers l’élément sensible à la chaleur qui se plie dans des conditions de surcharge et éteint la machine.