接触器とリレー:主な違いを理解する

接触器とリレー:主な違いを理解する

コンタクタとリレーの主な違いは、電流容量と適用範囲です。 コンタクタは、モータやHVACシステムなどの高電流負荷(通常9アンペア以上)向けに設計された高耐久電磁スイッチであり、リレーは、低電流制御回路(通常10アンペア未満)および信号スイッチング用の精密スイッチです。適切なデバイスを選択することで、電気的安全、規格準拠、および機器の故障防止が保証されます。.

この区別を理解することは、産業エンジニア、電気工事請負業者、および施設管理者にとって非常に重要です。誤った選択は、接点の溶着、不快な故障、およびNEC第430条に基づく潜在的な規格違反につながります。このガイドでは、各デバイスの使用時期、適切なサイズ選定方法、および規格に準拠した電気システムへの統合方法を明確にします。.

コンタクタとリレーとは何ですか?

接触者定義

A 接触器 は、高電力負荷回路(最も一般的なのは三相モータ、大型ファン、HVACコンプレッサ、および工業用発熱体)を接続および切断する電気的に制御されたスイッチです。コンタクタは、負荷がかかった状態での頻繁なスイッチング用に設計されており、アーク抑制機構が組み込まれています。.

主な特徴:

  • 銀合金またはタングステン接点を使用した高耐久構造
  • 制御電源喪失時に開くノーマルオープン(NO)主接点
  • 高エネルギー回路の安全な遮断のための内蔵アークシュート
  • 9アンペアから1000アンペアを超える電流定格
  • IEC 60947-4-1およびUL 508規格に基づいて設計
三極電源端子とモータ制御用制御コイルを示す産業用制御盤に取り付けられたVIOX CJX2 ACコンタクタ
三極電源端子とモータ制御用制御コイルを示す産業用制御盤に取り付けられたVIOX CJX2 ACコンタクタ

リレーの定義

A リレー は、小さな制御信号を使用して、別の回路を制御する接点を操作する電磁スイッチングデバイスです。リレーは、精度とコンパクトなサイズが要求される制御ロジック、自動化インターフェース、および信号スイッチングに優れています。.

主な特徴:

  • DINレールまたはPCB実装に最適化されたコンパクトな構造
  • 複数の接点構成:SPDT、DPDT、NO、NC、切り替え
  • 通常0.1〜10アンペアの電流定格
  • 高速スイッチング速度(1〜20ミリ秒)
  • IEC 61810およびUL 508規格に基づいて設計
産業用自動化制御回路のスイッチング用の制御盤のDINレールに取り付けられたVIOXタイマーリレーバンク
VIOX タイマーリレー に取り付けられたバンク DINレール 産業用自動化制御回路スイッチング用の制御盤内

主な違い:コンタクタとリレー

包括的な比較表

特徴 接触者 リレー
現在の評価 9~1000アンペア以上 0.1~10アンペア
主な用途 電力回路スイッチング 制御回路スイッチング
接点構成 NO主接点+補助接点 NO、NC、SPDT、DPDTオプション
アーク抑制 内蔵アークシュート 最小限または全くない
物理的サイズ 大型(3~12インチ) コンパクト(0.5〜3インチ)
定格電圧 120V〜1000V AC 5V〜480V AC/DC
スイッチング速度 中程度(50~100ミリ秒) 高速(1~20ミリ秒)
コストの範囲 $50-500+ $5-100
一般的な規格 IEC 60947-4-1、UL 508 IEC 61810、UL 508
機械的寿命 100万~1000万回の操作 1,000万~1億回の操作

負荷容量と電圧

主な違いは、電流処理能力にあります。コンタクタは、モータ始動に典型的な高い突入電流(通常、運転電流の6〜8倍)を処理します。リレーはこれらの条件に耐えることができず、電力回路に誤って適用すると溶着または早期に故障します。.

コンタクタは、最大1000Vの三相AC電力システム用に構築されています。リレーは、単相または低電圧DC/AC制御回路に使用されます。モータアプリケーションでは、メイン電力パスには常にコンタクタが必要であり、リレーは使用できません。.

アークエネルギー管理

高電流負荷をスイッチングすると、開閉接点間に電気アークが形成されます。コンタクタには、アークを安全に分割、冷却、および消弧するアークシュート(金属バリア)が組み込まれています。この機能はリレーにはないため、高エネルギー遮断には適していません。.

リレーは、誘導性制御負荷をスイッチングする場合、外部抑制(フライバックダイオード、RCスナバ)が必要です。抑制がない場合、接点寿命は急速に低下します。.

高電流スイッチング用の内部アークシュート、電磁コイル、および銀合金接点を示すVIOXコンタクタの技術的な断面図
高電流スイッチング用の内部アークシュート、電磁コイル、および銀合金接点を示すVIOXコンタクタの技術的な断面図

接点構成と補助機能

コンタクタは通常、NO主接点に加えて、ステータス表示とインターロック用の補助接点を備えています。この構成により、フェイルセーフ動作(制御電源の喪失により回路が開く)が実現します。.

リレーは、制御ロジックに不可欠な柔軟な接点形式(NO、NC、切り替え)を提供します。単一のリレーで複数の回路を同時に接続および切断できるため、複雑な自動化シーケンスが可能になります。.

アプリケーションと使用例

コンタクタを使用する場合

三相モータ制御

モータ始動は、古典的なコンタクタアプリケーションです。NEC第430条では、過負荷デバイスおよび分岐回路短絡保護を含む適切なモータ回路保護が必要です。コンタクタは、モータスタータの制御されたスイッチング要素として機能します。.

  • ポンプとコンプレッサ: 5〜200 HPの産業用モータ
  • コンベアシステム: 頻繁な起動/停止デューティサイクル
  • 工作機械: 調整されたマルチモータ制御
  • ファンとブロワー: HVACおよび産業用換気

コンタクタのサイズ選定はNEC 430.83に従います。デバイスは、NEC表430.251(B)に従ってロックロータ電流を処理する必要があります。10 HP、230V三相モータ(FLA 28A)の場合、少なくとも35Aの連続定格で、適切な突入電流機能を備えたコンタクタを選択します。.

HVAC電力回路

業務用および産業用HVACシステムは、コンプレッサ、コンデンサ、および電気発熱体を切り替えるためにコンタクタを使用します。これらの負荷は高い突入電流を引き込み、IEC 60947-4-1に従ってAC-3デューティ定格のデバイスが必要です。.

  • 屋上ユニット: 30〜90A定格のコンプレッサコンタクタ
  • チラーシステム: シーケンス始動用の複数のコンタクタ
  • 電気ヒーター: 高い定常電流を持つ抵抗負荷

大容量照明

産業施設、駐車場、およびスポーツ会場では、集中照明制御にコンタクタを使用します。個々の回路は20A未満である可能性がありますが、複数の回路の同時スイッチングにはコンタクタの堅牢性が必要です。.

三相モータ電力回路用のVIOXコンタクタと低電圧制御回路アプリケーション用のリレーを比較する技術的な概略図
三相モータ電力回路用のVIOXコンタクタと低電圧制御回路アプリケーション用のリレーを比較する技術的な概略図

リレーを使用する場合

制御回路スイッチング

リレーは、産業用制御ロジックのバックボーンを形成します。PLC、センサ、および制御対象デバイス間のインターフェースとなり、電気的絶縁とロジック機能を提供します。.

  • 安全インターロック: 非常停止回路、ガード監視
  • シーケンス制御: ステップバイステップのプロセス自動化
  • 警報システム: 故障表示とイベントロギング
  • PLC I/O拡張: ディスクリート入出力モジュール

制御回路は通常、24V DCまたは120V ACで動作します。リレーコイルは制御電圧に適合し、接点は負荷回路を切り替えます。これにより、制御ドメインと電力ドメイン間の電気的絶縁を実現します。.

信号およびデータスイッチング

リレーは、計測、電気通信、および試験装置で低電流信号を処理します。高速スイッチングとクリーンな接点閉鎖により、正確なタイミングおよびルーティングアプリケーションに最適です。.

  • オーディオ/ビデオルーティング: スタジオスイッチングマトリックス
  • 試験装置: 自動測定システム
  • ビルディングオートメーション: サーモスタットインターフェース、照明制御
  • 自動車システム: 燃料ポンプ、スターターモーター、アクセサリ制御

パイロットデューティアプリケーション

リレーは、多くの場合、コンタクタコイルを制御し、制御階層を作成します。PLCによって操作される小型の24V DCリレーは、120V AC電力をコンタクタコイルに切り替え、次にコンタクタコイルが三相モーターを切り替えます。このカスケード制御は、絶縁を提供し、制御配線コストを削減し、リモート操作を可能にします。.

選択基準:選択方法

ステップ1:負荷電流の計算

負荷の定常電流と突入電流を決定します。モーターの場合は、銘板FLA(全負荷アンペア)を使用し、NEC表430.251(B)からロックローター電流を計算します。.

ヒーターのような抵抗負荷の場合、突入電流は定常状態と同じです。容量性負荷(電源、LEDドライバ)の場合は、メーカーから突入電流の仕様を測定または要求してください。.

経験則: 定常電流が9〜10アンペアを超える場合、または突入電流が大きい場合は、コンタクタを使用します。.

ステップ2:電圧と位相を一致させる

システムの電圧と位相構成を確認します。三相モーター回路には、三極コンタクタが必要です。単相負荷は、電流に応じてコンタクタまたはヘビーデューティリレーを使用できます。.

DC回路の場合、DCアークはACアークよりも消弧が難しいことに注意してください。適切な電圧定格を備えたDC動作専用に定格されたデバイスを使用してください。.

ステップ3:デューティサイクルとスイッチング周波数を評価する

  • AC-3: 通常のモーターデューティ(始動、運転、停止)
  • AC-4: ヘビーモーターデューティ(プラギング、ジョギング、インチング)

リレーには、機械的および電気的寿命の仕様があります。5Aで1000万回の動作が可能なリレーは、最大定格電流では10万回の動作しか達成できない場合があります。.

ステップ4:制御インターフェースを検討する

制御システムに一致するコイル電圧を選択します。一般的なオプション:24V DC(PLC制御)、120V AC(パイロットデューティ)、24V AC(HVAC制御)。.

ステータスフィードバック、インターロック、またはダウンストリーム制御に補助接点が必要かどうかを判断します。コンタクタには通常、アドオン補助接点ブロックが含まれているか、サポートしています。.

負荷電流、モータータイプ、および制御回路の要件に基づいて意思決定基準を示すVIOXコンタクタとリレーの選択フローチャート
負荷電流、モータータイプ、および制御回路の要件に基づいて意思決定基準を示すVIOXコンタクタとリレーの選択フローチャート

クイック選択ガイド

負荷電流 アプリケーションの種類 デバイスの選択 主要な規格
< 5A 制御回路 汎用リレー IEC 61810
5-9A 軽電力スイッチング パワーリレーまたは小型コンタクタ UL508
9-30A 単相/三相モーター コンタクタ(AC-3定格) NEC 430、IEC 60947-4-1
30-100A 産業用モーター、HVAC 標準コンタクタ NEC 430.83
> 100A 重工業 耐久性の高いコンタクタ IEC 60947-4-1

設置および安全要件

モーター回路保護(NEC第430条)

過負荷保護

  • モーターFLAの125% サービスファクターが≥1.15または40°Cの温度上昇のモーターの場合
  • モーターFLAの115% その他すべてのモーターの場合

過負荷リレーは、多くの場合、モータースターターアセンブリのコンタクタと統合されています。1.15のサービスファクターを備えた28A FLAモーターの場合、過負荷トリップを最大35A(28A×1.25)に設定します。.

分岐回路保護

  • 反限時ブレーカー:28A×2.5 = 最大70A
  • 瞬時トリップブレーカー:28A×8 = 最大224A
  • 遅延ヒューズ:28A×1.75 = 最大49A

電線サイズ

NEC 430.22では、モーターFLAの最小125%でサイズ設定された電線が必要です。28Aモーターの場合:28A×1.25 = 最小35Aの許容電流。設置条件に基づいて、NEC表310.16または310.17から電線を選択します。.

制御回路の設置

  • 適切な電線サイズ: 制御回路の電流と温度定格を一致させる
  • 誘導負荷の抑制: DCコイルにはフライバックダイオード、AC負荷にはRCスナバ
  • 明確なドキュメント: 接点構成(NO/NC)と端子番号を回路図に従ってラベル付けする
  • 過電流保護: クラス1制御回路にはNEC 725に基づくヒューズまたはブレーカー

トラブルシューティングクイックガイド

  • 負荷状態でマルチメーターを使用してコイル電圧を確認する
  • 制御回路の導通と保護デバイスをチェックする
  • 機械的な障害物や摩耗したリンケージを点検する
  • コイル抵抗をテストする(通常、定格に応じて10〜1000オーム)
  • 負荷電流を測定し、コンタクタの定格内であることを確認する
  • 過大な突入電流または短絡状態がないか確認する
  • アークシュートの状態と接点のアライメントを点検する
  • 適切なAC-3/AC-4カテゴリの、より定格の高いデバイスにアップグレードする
  • 負荷電流と接点定格を評価する
  • 誘導負荷の抑制を追加する(ダイオード、スナバ)
  • 汚染された環境向けに密閉型リレーと交換する
  • スイッチング周波数が定格電気的寿命を超えないことを確認する

よくある質問

高電力アプリケーションにおいて、コンタクタはなぜより安全なのですか?

コンタクタは、大電流回路を遮断する際に発生する電気アークを分割、冷却、消弧するアークシュートを内蔵しています。この内蔵アーク抑制機能と、堅牢な接点材料および機械構造との組み合わせにより、標準的なリレーでは破壊されるモーターやその他の高エネルギー負荷の安全な繰り返しスイッチングが可能になります。.

リレーはモーター制御においてコンタクタの代わりに使用できますか?

いいえ。モーター主回路の切り替えにリレーを使用することは危険であり、NEC第430条に違反します。モーターの始動電流(定格電流の6〜8倍)により、リレー接点が溶着し、火災の危険性が生じます。リレーには、モーター回路に必要なアーク抑制、接点質量、および電流容量がありません。モーター用途には、NEC 430.83に従って定格された接触器を使用してください。.

三相モーター用コンタクタのサイズはどのように選定すればよいですか?

モータ銘板のFLAとNECの表を使用してください。IEC 60947-4-1に準拠した適切なAC-3使用率で、モータFLAの少なくとも125%の定格を持つコンタクタを選定してください。コンタクタがNEC表430.251(B)に従って拘束回転電流を処理できることを確認してください。50 HP、460Vのモータ(65A FLA)の場合、最低81A連続定格(65A × 1.25)のコンタクタを選択してください。.

補助接点はいつ使用すべきですか?

  • PLCステータス監視(コンタクタの開閉表示)
  • 安全インターロック(複数のコンタクタが同時に閉じるのを防止する)
  • シーケンシャル制御(コンタクタAが閉じてからコンタクタBが励磁される必要がある)
  • アラーム回路(予期しないコンタクタの状態をオペレーターに通知する)

結論

大電流電力スイッチング用のコンタクタを選択する 特に三相モーター、HVACコンプレッサー、およびアーク抑制を伴う頻繁なスイッチングを必要とする産業用負荷の場合、9アンペアを超えるもの。. 制御回路にはリレーを選択する 精度、速度、柔軟な接点構成、およびコンパクトなサイズが優先される10アンペア未満の場合。.

適切な選択により、電気的安全、NEC第430条に基づくコード準拠、および信頼性の高いシステム動作が保証されます。常にデバイスの定格を負荷特性、デューティサイクル、および保護デバイスと調整してください。不明な場合は、NECの表、機器のデータシートを参照し、重要なアプリケーションについては専門的なエンジニアリングレビューを検討してください。.

VIOX Electricは、産業用グレードのコンタクタとリレーを製造しています B2Bアプリケーション向け。当社のエンジニアリングチームは、モーター制御、HVAC、および自動化システムのアプリケーションサポートを提供しています。お客様のプロジェクト要件に合わせたデバイスの選択支援と技術仕様については、お問い合わせください。.

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