IE3プレミアム効率モーター用のサーマルリレーは遅動型を選定しよう

IE3プレミアム効率モーター用のサーマルリレーは遅動型を選定しよう

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今回は最近のモーター事情とサーマルリレーの種類。プレミアム効率モーター使用時のサーマルリレーの選定について紹介します。

電気制御の設計をされている方はモーターやポンプにうとい方も多く見かけます。
私も制御設計の人間ですので、メカ関連のものは詳しくありません。

設計するとき、あなたは通常型のサーマルリレーを何気なく選定していませんか?
そのままだと運転できないかもしれません。

最近のモーター事情とサーマルリレー種類について理解しておけばバッチリ選定できます。

おさえておきたいポイントを絞って説明しますのでご覧ください。

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1.プレミアム効率モーターってなに?

IE3プレミアム効率モーターってなに?

 

最近のモーター事情

三相誘導電動機さんそうゆうどうでんどうき、一般的にはモーターと呼ばれていますが、世界の消費電力の約50%はモーターによるものだと知っていますか?
言い換えれば、モーターの効率が良くなれば世界の消費電力を抑えられるということ。

そして1979年に省エネ法が制定され、規制を加えて効率のよい機器の開発をうながしています。
メーカーは消費電力を抑えたモーターを開発するために研究しています。

最近は、今までのモーターよりも効率よく出力できるプレミアム効率モーターというものが販売されています。

 

モーターの規格

モーターはIEC規格で定められた規格で呼ばれることが多いです。

・IE1モーター(標準効率)
・IE2モーター(高効率)
・IE3モーター(プレミアム効率)

前述したように、最近はプレミアム効率モーター(IE3モーター)が販売されています。
省エネ法の規制によって、従来品のモーターは販売できません。

効率が良くなっているのは名称を見ても分かりますが、実はモーターの規格によって特性の違いがあります。

 

IE3モーターは始動電流増加

IE 3プレミアム効率モータは始動電流(突入電流)と定格電流が増加しています。
これはモーターの出力を効率よくするため、トルクが増加しているからです。

また、モーターの回転速度も従来のIE1、IE2モーターよりも速くなっています。
損失を抑えて効率よく出力するためです。

従来品からの交換の際は注意が必要です。
『急に回転速度が上がった』『電流値が増えてトリップしてしまう』等の問題が発生する可能性があります。
特性の違いを理解した上で交換をする必要があるでしょう。

 

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2.サーマルリレーってなに?

サーマルリレーってなに?

 

サーマルリレーとは

サーマルリレーは、過電流が流れたときに接点が働くリレーのことです。『サーマル=熱』の通り、過電流によって内部にある金属が過熱されて接点を動かします。
負荷回路において過電流を検知してモーターを保護するために使用します。

サーマルリレーは電磁接触器と組み合わせて使用することが多いです。
電磁接触器と一体型のものは電磁開閉器と呼びます。

電磁接触器、開閉器の選定については『制御盤製作時の部品選定(電磁開閉器、接触器、ソリッドステートリレー)』をご覧ください。

 

サーマルリレーの種類

サーマルリレーにはいくつか種類があります。

・過負荷保護形(2素子、3素子)
・遅動形(飽和リアクトル付き)
・速動形

一般的なものとして過負荷保護形(2素子付)が多く使われています。
価格が比較的安価なこともよく使われる理由のひとつです。

 

モーターへの適用

サーマルリレーは種類によって適用されるモーターが違います。

〇過負荷保護形
・一般的な負荷

〇遅動形
・始動電流の大きいモーター
・始動時間の長いモーター
・開閉頻度(運転、停止)の多い負荷

〇速動形
・水中モーター
・コンプレッサー用モーター
・その他、過電流から即座に保護したいとき

 

電磁接触器とセットで使われる

サーマルリレーは電磁接触器とセットで使用されることが多いです。電磁接触器とサーマルリレーが一体となっているものを電磁開閉器といいます。

電磁開閉器の選定については『制御盤製作時の部品選定(電磁開閉器、接触器、ソリッドステートリレー)』をご覧ください。

 

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3.IE3モーターへのサーマルリレーの選定

IE3モーターへのサーマルリレーの選定

 

IE3モーターの販売が進められている

前述した通り、省エネ法関連の規制によって従来のモーターは販売されていません。エネルギー消費を抑えるために、特定機器の製造メーカーの機器開発を促していく目的があります。

2018年時点で販売されているモーターはIE3モーターです。

 

IE3モーターには遅動形を選定する

従来のIE1、IE2モーターには過負荷保護形のサーマルリレーが使われてきました。
サーマルリレーの中では2素子付のサーマルリレーは最も安価です。

IE3プレミアム効率モーターに過負荷保護形のサーマルリレーを選定するとどうなるでしょうか。
始動してすぐにサーマルリレーがトリップします。

前述したように、IE 3プレミアム効率モータは始動電流(突入電流)と定格電流が増加しているからです。
過負荷保護形のサーマルリレーではモーターの容量値で選定すると、始動時間が長くなっている、始動電流が大きいのでトリップしてしまうのです。

サーマルリレーの種類で書いた通り、IE3モーターは遅動形の選定が適したモーター特性であるからです。

〇遅動形
・始動電流の大きいモーター
・始動時間の長いモーター
・開閉頻度(運転、停止)の多い負荷

よって

IE3モーターには遅動形のサーマルリレーが最適です。

間違えないように注意しましょう。

 

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4.さいごに

IE3遅動形_さいごに

 

今後もモーターなどの機器は効率よくなっていくことでしょう。その都度、電気設計も含めて見直しをする必要があります。
見直しをしないでモーターを交換したり、設計したりすると運転できなくなる事態を招く恐れがあります。

実際にIE3モーターに交換したことで運転できなくなってしまったお客様から、助けてほしいと連絡をいただいてサーマルリレーを交換したことがあります。

このような事態を招かないためにも、新しい情報に気を配って設計に反映していきましょう。