サーマルリレー

サーマルリレーとは？

サーマルリレーは、モータなどに過負荷電流が一定時間流れた際に異常を検出し、電磁接触器などへ停止信号を送る保護用リレーです。過負荷リレーの一種で、一般に熱動形過負荷リレーとも呼ばれ、電流による発熱とバイメタルの変形を利用して動作します。主回路を直接遮断するのではなく、補助接点を切り替えて電磁接触器などを動作させることが特徴です。モータを使用する制御盤、ポンプ、ファン、コンベヤ、工作機械などの過負荷保護に広く使われています。

サーマルリレーの仕組み

サーマルリレーでは、主回路に流れる電流によってヒーターが発熱し、その熱でバイメタルが変形します。設定値を超える過電流が一定時間続くと、バイメタルの変位が機構部に伝わって補助接点が切り替わります。これにより電磁接触器のコイル回路などが開放され、モータが停止します。短時間の始動電流ではすぐに動作しないよう時間特性が設けられており、継続的な過負荷によるACモータの過熱を検出します。

サーマルリレーと補助接点の違い

サーマルリレーと補助接点は、どちらも制御回路で使われますが、役割が異なります。サーマルリレーは主回路の電流を監視して過負荷などを検出する保護機器で、異常時には内蔵接点を切り替えて制御回路へ信号を送ります。

一方、補助接点は電磁接触器やリレーなどの動作に連動して開閉する接点で、自己保持、インターロック、状態表示、PLCへの信号入力などに使われます。保護機能が必要な場合はサーマルリレー、接点数の追加や制御信号の取り出しが目的の場合は補助接点というように、用途に応じて選定します。

サーマルリレーの種類

サーマルリレーは、検出する保護要素やヒートエレメント、復帰方式などによって分類できます。

• 1Eサーマルリレー：過負荷やモータの拘束による過電流を検出する基本的なタイプです。一般的なモータの過負荷保護に使用されます。
• 2Eサーマルリレー：過負荷に加えて欠相も検出できるタイプです。三相モータで欠相時の異常を検出したい場合に使用されます。
• 2素子形サーマルリレー：三相回路のうち2相にヒートエレメントを配置する構造の熱動形過負荷リレーです。製品の保護機能や適用回路を確認して使用します。
• 3素子形サーマルリレー：3相それぞれにヒートエレメントを備え、各相の電流による発熱を検出するタイプです。欠相検出機能を持つ製品などに採用されています。
• 手動復帰形サーマルリレー：動作後に原因を確認し、リセット操作を行って復帰させるタイプです。設備を不用意に再始動させたくない用途に適しています。
• 自動復帰形サーマルリレー：動作後、バイメタルの温度が下がると自動的に復帰するタイプです。制御方式や設備の再始動条件を確認して選ぶ必要があります。

サーマルリレーの選び方

サーマルリレーは、モータの定格電流、保護機能、組み合わせる機器、復帰方式、取付方法を確認して選定します。

• 整定電流範囲：モータの定格電流がサーマルリレーの調整範囲に入る製品を選びます。小容量モータ、中容量モータ、大容量モータ、ポンプ、ファン、コンベヤなど、負荷によって必要な電流範囲は異なります。
• 保護要素：過負荷のみを検出する1E、過負荷と欠相を検出する2E、過負荷・欠相・逆相を検出する3Eなどがあります。3Eは一般に電子式モータ保護リレーなどで実現されるため、「3Eサーマルリレー」を検討する場合は、製品の検出方式と保護機能を確認することが重要です。
• 組み合わせる電磁接触器：電磁接触器への直結形、単独設置形、特定シリーズ対応品、可逆電磁開閉器向け、スター・デルタ始動回路向けなどがあります。メーカーやシリーズによって取付寸法や接続方法が異なるため、対応する組み合わせを確認します。
• 復帰方式：手動復帰、自動復帰、手動・自動切替式、遠隔リセット対応などがあります。装置の運転方法や再始動条件によって適した方式が異なり、機能の違いは価格にも影響します。
• 取付・接続仕様：電磁接触器への直接取付、DINレール取付、ねじ取付、ねじ端子、スプリング端子などを確認します。通販で購入する場合は、販売単位に加えてメーカー、対応機種、端子方式、整定電流範囲も比較すると選びやすくなります。

サーマルリレーのメーカー

サーマルリレーは、モータ制御機器を扱う複数のメーカーやブランドから販売されています。

• RS PRO：制御盤やモータ制御用途向けの各種電気制御機器を展開するブランドで、過負荷保護に使用するサーマルリレーを取り扱っています。
• Schneider Electric：電磁接触器やモータ保護機器を幅広く展開するメーカーで、対応する接触器と組み合わせて使用するサーマルリレーを提供しています。
• Siemens：産業用制御・配電機器を扱うメーカーで、モータ制御用の電磁接触器や過負荷リレーなどを展開しています。
• Omron：FA制御機器を幅広く扱うメーカーで、電磁接触器と組み合わせてモータの過負荷保護に使用する熱動形過負荷リレーを展開しています。
• Lovato：モータ制御、保護、配電関連機器を扱うメーカーで、電磁接触器と組み合わせて使用する過負荷リレーなどを提供しています。
• ABB：電力・産業用制御機器を扱うメーカーで、モータ制御用の電磁接触器やサーマルリレーを含む各種保護機器を展開しています。