さまざまなタイプの電気コンタクタ: 比較して選択する方法

コイルが焼き切れ続ける 25A コンタクタは、通常は故障したコンタクタではありません。それは仕事に対する間違った連絡先です。よくあるパターンでは、デバイスは高温の筐体内に置かれ、モーターが始動するたびに制御電源が公称値の 85% に低下し、コイルは一度に何時間も保持されます。コンタクタは指示されたことを正確に実行しますが、コンタクタが属するファミリーはその義務のために設計されていません。

実際のパネルには、標準 AC 電磁、DC 電磁、明確な目的、反転、磁気ラッチ、真空、およびソリッドステートの 7 つの電気接触器ファミリーが登場します。どちらを選択するかは 4 つの質問になります。どのくらいの電流を切り替える必要がありますか?どのくらいの頻度で？接点が開いた瞬間の負荷はどうなるでしょうか？そして、制御電力が失われたり回復したりした場合、コイルは何をすべきでしょうか?この 4 つに答えると、家族が自ら選択します。

以下のセクションでは、各ファミリーの優れた点、失敗した点、および各ファミリーを区別する数値について説明します。定格および寿命は計画値ですので、ご注文前に必ず実部品のデータシートと照らし合わせてご確認ください。

接触者が何よりも先にしなければならないこと

コンタクタは、繰り返し使用するために構築された遠隔操作のスイッチです。接点を溶着させることなく突入電流に対して閉じ、過熱することなく電流を流し、自らを焼き尽くすことなくアークを遮断し、これらすべてを何万回も実行する必要があります。コンタクタの種類ごとに、これら 4 つの要求に対するさまざまな妥協点が存在します。

ハードウェアはどのファミリでも同様です。

• 制御電圧を機械力に変換するコイルまたは電磁石
• 負荷電流に応じたサイズの固定接点と可動接点
• 接触圧力を設定するコンタクトスプリングとギャップを開くリターンスプリング
• アークを伸ばして冷却するアークシュートまたは磁気ブローアウト
• ギャップを保持し、極を絶縁するフレームまたはエンクロージャ
• 状態を制御回路に報告する補助接点

接触圧力は静かな変数です。スプリングが軽すぎると、バウンドやマイクロアーク発生が発生する可能性があり、重すぎるとコイルの負担が大きくなり、機構の摩耗が早くなります。このトレードオフが、抵抗加熱に対して定格 40A のコンタクタがモータ負荷に対して定格 25A しかない理由です。

電気コンタクタの主な種類

これらは、工業用および商業用のパネルで出会う家族であり、おおよそフィールドに表示される順序になっています。

標準交流電磁接触器

これが主力製品です。積層型 AC コイルはアーマチュアを引っ張り、3 つまたは 4 つの極を閉じ、連続的なコイル電流でそれらを保持します。 IEC スタイルのフレームは一般的なサイズで約 9 A ～ 95A で動作し、コイルは通常 50 または 60 Hz で 24 V ～ 400 V をカバーします。弱点はコイル自体です。シェーディングリングによってチャタリングが防止されますが、リングとコイル絶縁は、制御電圧が低下したり、周囲が高温になったときに最も影響を受ける部品です。モータースターターのサイズ以下では、コンパクトなフレームに収められた高耐久電磁リレーが 30 A ～ 40A で同じ仕事を行い、パネルのスペースを節約できます。

CYT90 リレー、T90 リレー、大電流 SPDT リレー、30A /40A 高出力リレー。 CYT90 リレーは、小型高出力リレーの CYT90 (T90/T91/T93) シリーズに属します。同じカテゴリの他のリレーと比較して、その主な利点は以下の組み合わせにあります。 製品を見る→

直流電磁接触器

DC アークは、それを消すためのゼロクロスがないため、異なる動作をします。したがって、DC コンタクタには溶断磁石またはより長いアーク シュートが追加され、多くの場合、保持電流をカットするためにエコノマイザー回路または永久磁石が使用されます。工業用サイズは数アンペアから最大約 40 A まであり、主な用途としてバッテリ、ソーラー、DC 駆動回路があります。多くの DC コンタクタではコイルの極性が重要であり、制御ワイヤを逆にすると、デバイスが永久に閉じたままになったり、永久に開いた状態になったりする可能性があります。

特定目的コンタクタ

これらは、1 つの狭い用途 (ほとんどの場合、HVAC コンプレッサー、ファン、ポンプ) 向けに構築されています。これらは通常、20 A から 40 A にスイッチし、汎用 IEC フレームよりもコストが低く、固定コイルと固定端子レイアウトを搭載しています。トレードオフは柔軟性です。アクセサリ ブロック、交換可能なコイル、予備のコンタクト キットは通常入手できないため、制御電圧が変更されると、新しいコイルではなく新しいコンタクタが必要になります。

可逆接触器

可逆コンタクタは、制御回路内の電気的インターロックを備えた、機械的インターロックによって結合された 2 つのコンタクタです。 1 つのユニットは正転を処理し、もう 1 つのユニットは逆回転を処理します。2 つのコイルは決して一緒に通電してはなりません。重要な点はデッドタイムです。同時に閉じると主電源間に相間障害が発生します。機械的インターロックは主な保護であり、電気的インターロックはバックアップです。ホイスト、コンベア、ドアドライブが古典的な用途です。

磁気ラッチコンタクタ

ラッチングコンタクタは、短パルスを使用して状態を変更し、永久磁石を使用して状態を保持します。保持電力はゼロに低下します。これは、エネルギー計測、リモートスイッチング、およびバッテリー駆動のパネルにおいて重要です。その結果、デバイスは停電後の最後のコマンドを記憶しているため、コントローラーが実際の位置を知る必要がある場合には常にフィードバック接点が不可欠です。理解する 磁気ラッチリレーがどのように状態を維持するか 同じ機械原理がラッチングコンタクタにも現れるため、ここではこれが役に立ちます。

CYF1-S リレー、磁気ラッチング リレー、14F ラッチング リレー、10A 磁気ラッチング リレー。 低消費電力と状態メモリを必要とする制御シナリオでは、磁気ラッチ リレーとしての CYF1-S リレーは、その独自のバイナリ機能により大きな利点を提供します。 製品を見る→

真空接触器

真空接触器では、接点は密閉されたセラミックボトルの中に収まります。イオン化する空気がないため、アークはほぼ即座に消え、接点ギャップは非常に短くなります。これらのユニットは、中電圧で 100A ～ 400A 以上を処理できるため、鉱山、大型モーター ドライブ、公共事業のスイッチングで一般的です。コスト、サイズ、および個々の接点ではなく完全な真空ボトルを交換する必要があることが主な欠点です。

ソリッドステートコンタクタ

ソリッド ステート コンタクタには可動部品がまったくありません。サイリスタまたはトライアックがスイッチングを行うため、デバイスは磨耗することなく 1 時間あたり数千回サイクルすることができ、発熱体、照明、および高速プロセス制御に適合します。 2 つの注意事項が続きます。まず、半導体は電圧を降下させて熱を発生するため、ヒートシンクまたは強制空気が必要です。第 2 に、デバイスがオフのときは物理的なエアギャップがないため、小さな漏れ電流が流れ、安全な絶縁のために別の切断が必要になります。

主要ファミリー全体の現在の定格

電流定格は、フレーム サイズ、端子サイズ、およびパネル内で銅線をどれだけ曲げる必要があるかを決定するため、最初のフィルターです。

このグラフは、各ファミリの一般的な工業用範囲の上限を示しており、デバイスが決して超えることができない厳しい制限ではありません。真空コンタクタは 400 A 以上に達するため、ケーブルとバスバーの仕様が異なる別のクラスのパネルに配置されます。ソリッドステートおよび標準の AC 電磁接触器は 95 A と 100 A の間で厳密に重複しているため、どちらを選択するかは通常、電流ではなくサイクル レートと熱に基づいて決定されます。磁気ラッチと明確な目的のユニットが 40 A ～ 63A の中間帯域を満たします。この帯域では、コイル電力とパネルのスペースが定格よりも重要です。逆転フレームや小型フレームは 32 A 未満に留まります。これは、追加された機構や小さな接点ギャップによって接点が伝送できる電流が制限されるためです。これを最初のパスとして使用してリストを絞り込み、次にデバイスの定格で正確な負荷カテゴリを確認します。これは、同じフレームのラベルに 2 つのまったく異なる数値が含まれる可能性があるためです。

スイッチングテクノロジーを並べて比較する

ほとんどの仕様を決定する基準に照らして各テクノロジーをスコアリングすることは、トレードオフがどこにあるかを確認する簡単な方法です。以下のスケールは 1 から 5 までで、5 が最も有利です。

標準的な AC 電磁接触器は、突入耐性とコストの点では優れていますが、スイッチング速度と保持エネルギーの点では劣っています。これは、デバイスが閉じている限りコイルに電流が流れるためです。ソリッド ステート コンタクタはその形状を逆にします。ほぼ瞬時に切り替わり、制御エネルギーの無駄がほとんどありませんが、物理的な接触ギャップがなく、購入価格がはるかに高くなります。磁気ラッチ コンタクタはほとんどの軸の中央に位置し、一度状態が変化すると何も消費しないため、エネルギーの保持において際立っています。各多角形の形状は、どの弱点を受け入れているかを示すため、単一のスコアよりも役立ちます。アプリケーションに対して 2 つのファミリーのスコアが同等である場合、決定要因となるのは通常、パネルのスペース、利用可能な制御電圧、およびデバイスが存続するために必要な 1 時間あたりの操作数です。

負荷の種類が接触寿命に与える影響

接触寿命は常に負荷カテゴリに対して見積もられており、カテゴリ間のギャップは、ほとんどの購入者が見積もりを読んだときに予想するよりも広いです。

上の曲線は、抵抗性または軽度の誘導性負荷を示しており、電流はサイクルごとに 2 回ゼロと交差し、アークはすぐに消えます。下の曲線はモーター負荷を示しており、突入電流は運転電流の 5 ～ 8 倍であり、アークは中断するたびに長く持続します。 5 A で 2 つの曲線は互いに接近し始めますが、40 A までに抵抗曲線はモーター曲線よりもおよそ 4 倍高くなります。このギャップが、1 つのコンタクタ フレームのラベルに 2 つの非常に異なる番号を記載できる理由であり、加熱負荷として販売される 40 A のデバイスが約 25 A のモータ負荷でしか承認されない理由です。見積もりを比較するときは、電流だけでなく使用率カテゴリーも比較してください。抵抗負荷用に指定されたユニットはモータースターターに長期間耐えられないためです。

現場で失敗すること

故障の組み合わせはコンタクタ ファミリ自体についてよりも設置および負荷データについて多くを示すため、フィールドでの返品は有用なクロスチェックです。

コイルの故障がリストの大半を占めており、ほとんどの場合、コイルが原因ではなくメッセンジャーです。持続的な不足電圧、高い周囲温度、または機械的な故障はすべて、コイルの焼けで終わります。次に接点が溶接されたり、大きな穴が開いたりしますが、これらは通常、接点の定格よりも大きな突入電流が発生しているか、1 時間あたりの動作回数が多すぎることを示しています。アーマチュアとリンケージの機械的摩耗は、長年の使用後に現れる、ゆっくりとした予測可能な故障です。端子の緩みや酸化、ほこりや湿気による汚染は設置と筐体の問題であり、これらの問題が返品の約 4 分の 1 を占めます。 5 つの原因はいずれも、現場で修理するよりも仕様段階で予防する方がコストがかからないため、正確な負荷データと現実的な周囲の数値を得るには、さらに 1 時間の作業をする価値があります。

選択表とチェックリスト

以下の表は、一般的な産業用パネルの出発点です。これはデータシートの代わりにはなりませんが、リストをすぐに絞り込むことができます。

見積もりを依頼する前に、次のリストをよく読んでください。

1. モータ銘板アンプだけでなく、負荷電流や使用カテゴリーも確認してください。
2. ドアを閉めた状態でエンクロージャ内の雰囲気を測定または推定します。
3. 利用可能な制御電圧と、始動時に制御電圧がどの程度低下する可能性があるかに注意してください。
4. 1 時間ごとおよび年間ごとに予想される操作をカウントします。
5. 停電後にデバイスが何をしなければならないかを決定します。開くか、閉じたままにするか、最後の状態を保持するかです。
6. 安全な絶縁のためにパネルに物理的なエアギャップが必要かどうかを確認します。
7. 端子サイズ、取付レール、付属ブロックをご確認の上ご注文ください。

コンタクタまたはリレー、ラインが設置される場所

コンタクタとリレー間のラインは単一の番号ではありません。これは、電流、義務、設計意図の組み合わせです。リレーは通常、より低い電流を切り替え、制御ロジックと信号経路用に構築されていますが、コンタクタはアーク シュートとより重い機構を備えた負荷切り替え用に構築されています。ただし、この重複は現実です。高電流電磁リレーは 30 A から 40 A に切り替えることができ、コンタクタ フレーム全体ではサイズが大きくなりそうな小型ポンプ、ヒーター、照明回路をカバーします。

このような場合、レール マウント モジュールを使用すると、パネルの配線を妨げずにデバイスを交換できるため、交換が簡単になり、配線が整理されます。

M41F リレー モジュール、41F レール リレー モジュール、41F スリム リレー モジュール保護回路 6A。 M41F リレー モジュールは、1 チャネルから 32 チャネルまでのさまざまなチャネル構成を提供するレール取り付け型リレー モジュールで、内蔵保護回路を備えています。 製品を見る→

部品の産地

上記のすべての仕様は、構築されるデバイスによって異なります。 Ningbo Chengyuan Chuangke Electronics は、1996 年以来寧波でリレーと制御コンポーネントを製造しており、そのカタログには汎用電磁リレー、リード リレー、磁気ラッチング リレー、レール マウント産業用制御モジュールが含まれています。この範囲は、ここで説明したコンタクタ ファミリとほぼ一致しており、パネルが 3 つのサプライヤではなく 1 つの供給元からの適合するスイッチング デバイスのセットを必要とする場合に役立ちます。もっと読むことができます メーカーについて これらの部品の背後にある生産と品質ルーチンを確認したり、負荷データと周囲の数値を送信して、チームが適切なフレーム サイズとコイル電圧を確認したりできます。

最初にファミリを選択し、次にフレーム サイズ、次にコイル電圧を選択します。エアコン用の特定目的コンタクタ、リモート メーター用の磁気ラッチ ユニット、高速サイクル ヒーター用のソリッド ステート デバイスはすべて正解ですが、他の 2 つの位置のいずれかでは間違いになります。

このガイドの冒頭にある 4 つの質問 (電流、サイクル レート、遮断時の負荷の種類、停電後のコイルの動作) は、ワークベンチでメモしておく価値があります。使用率カテゴリや周囲定格が記載されていない見積書が届いたときは、そのときが尋ねるべき時です。なぜなら、これら 2 つの数値によって、ボックス内のコンタクタが 5 年後も動作するかどうかが決まるからです。