Blog - EXPERTISES & INNOVATIONS - Relais statiques - Relais synchrone et asynchrone : quelles différences ?
Les relais synchrones et asynchrones sont tous les deux utilisés dans le secteur industriel. Quelles sont les différences entre ces deux types de commutation ?
Dans ce nouvel article nous vous donnons des astuces afin de sélectionner le type de commutation le plus adapté à votre application afin d’optimiser fiabilité, performances électriques et durée de vie du SSR.
Le choix du type de commutation d’un relais statique est souvent sous-estimé et traité comme un simple paramètre secondaire. En réalité, il conditionne directement le comportement électrique de la charge, les contraintes subies par le SSR et le niveau de perturbations générées sur le réseau.
Un mauvais choix de commutation peut entraîner des courants d’appel excessifs, des contraintes thermiques supplémentaires, un fonctionnement instable de la charge ou encore des problèmes de compatibilité électromagnétique.
Un SSR à passage par zéro commute lorsque la tension secteur traverse zéro volt. La mise sous tension se fait donc progressivement, avec une montée du courant limitée par l’impédance naturelle de la charge.
Ce mode de commutation permet de réduire significativement les courants d’appel et les perturbations électromagnétiques. Il est particulièrement adapté aux charges résistives telles que les résistances chauffantes, fours industriels ou plaques chauffantes.
Cependant, le passage par zéro impose un léger retard à l’enclenchement, dépendant de la phase du réseau. Ce comportement est incompatible avec certaines applications nécessitant une synchronisation précise ou un contrôle fin de la puissance.
Dans le cas de charges résistives ou capacitives il est préférable d’utiliser des relais synchrones qui limitent ainsi les di/dt, les perturbations sur le réseau et augmentent la durée de vie de la charge et du relais.
Les SSR à commutation instantanée se déclenchent immédiatement dès la commande, indépendamment de la phase de la tension secteur.
Ce type de commutation est indispensable pour les charges inductives ou fortement capacitives, comme les transformateurs, moteurs monophasés, électrovannes ou alimentations à découpage. Il permet un contrôle précis du moment de commutation et évite certains comportements erratiques observés avec le passage par zéro.
En contrepartie, la commutation instantanée génère des courants d’appel plus élevés et davantage de perturbations électriques. Elle nécessite donc un dimensionnement plus conservatif du SSR et des protections associées adaptées.
Le type de commutation influence directement :
Par exemple, l’utilisation d’un SSR zero crossing sur une charge capacitive peut provoquer des courants d’appel très élevés au passage par zéro, alors qu’une commutation instantanée correctement maîtrisée sera plus fiable.
À l’inverse, utiliser un SSR instantané sur une simple résistance chauffante génère des contraintes inutiles et augmente les émissions électromagnétiques sans bénéfice fonctionnel.
Dans les applications de régulation de puissance (chauffage, contrôle thermique), le type de commutation conditionne la stratégie de pilotage.
Le passage par zéro est particulièrement bien adapté à la commande en trains d’ondes (burst firing), où plusieurs alternances complètes sont appliquées ou coupées. Cette méthode limite les perturbations réseau et améliore la durée de vie du SSR.
La commutation instantanée est en revanche nécessaire pour la commande en angle de phase, qui permet un contrôle fin et rapide de la puissance mais impose des contraintes électriques plus élevées et une attention particulière à la CEM.
Le choix du type de commutation ne doit jamais être automatique. Il doit résulter d’une analyse conjointe de la charge, de la stratégie de commande et des contraintes réseau.
De manière générale :
Dans notre codification des références nous faisons la distinction entre les relais statiques synchrones et asynchrones.
SO8, SA8, SMT8, …. : relais synchrones toutes charges
SO9, SA9, SMT9, … : relais synchrones charges résistives
SO7, SA7, SGT7, … : relais asynchrones
Le type de commutation d’un SSR est un paramètre clé de la conception machine. Bien choisi, il améliore la fiabilité, réduit les contraintes électriques et simplifie la mise en conformité CEM.
Intégré dès la phase de conception, il évite de nombreux problèmes terrain et sécurise durablement l’architecture électrique.
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