磁気接触器（コンタクタ）の理解：タイプ、機能、過負荷保護

コンタクタについて

コンタクタは、通常電動機のような高電流負荷を切り替えるために設計された特殊なリレーです。標準リレーとは異なり、コンタクタは通常ノーマルオープン（NO）の複数接点を備えます。コイルが励磁されるとアーマチュアが接点を閉じ、負荷に電力を供給；コイル非励磁で接点はNO状態に戻り電力を遮断します。

産業現場では、コンタクタは大型電動機の制御に最も一般的に使用され、モータが正しい電圧を受け取り、過電流状態から回路を保護します。

1馬力以上の3相モータの場合、上部3接点は着信3相AC電源（典型480V）に配線されます。最下部の接点は 補助（auxiliary） 接点で、はるかに低い電流定格ですが同じアーマチュアで駆動されます。補助接点はリレーロジックや120VAC制御回路の切り替えによく使用されます。

1台のコンタクタに複数の補助接点を含め、制御スキームに応じてNOまたはNCに構成できます。

過負荷ヒーター

モータの各相には、過負荷ヒーター（overload heater） と呼ばれる低抵抗金属ストリップが装備されます。ヒーターはモータが引く電流に比例して熱を発散。いずれかのヒーター温度が臨界点——中程度の過負荷を示す——に達すると、ノーマルクローズド過負荷接点が開き、コイルを励磁する直列回路を遮断し、即座にモータを停止させます。

ブレーカーやヒューズが導体を保護するのとは異なり、過負荷ヒーターはモータ自体の過電流保護を提供します。これらはモータ独自の発熱特性を熱的に模倣するよう設計され、ヒーターの温度上昇がモータの臨界温度プロファイルと一致するようになっています。

過負荷接点がトリップすると、ヒーターはモータが回復するのと同じ速度で冷却され、モータが真に準備できるまで早期再起動を防ぎます。

3相電動機用コンタクタ

以下は、市営浄水場の制御盤に設置されたコンタクタの例です：

主な特徴

• 上部の3つのノーマルオープン接点（L1、L2、L3）が480VAC入力を処理。L2端子はコイルを保護するスナバ回路の裏に隠れています。
• 底部のヒーターアセンブリ（T1、T2、T3）がモータに電力を供給。
• W34 とラベルされた黒い正方形ヒーターブロックは、モータの馬力と温度定格に対応した特定の熱応答を示します。
• T1とT2の間の白いプッシュボタンで、トリップ後のノーマルクローズド過負荷接点を手動リセット可能。
• NC接点配線付近の小さな窓、Tripped とマークされた部分で、カラーフラッグによるトリップ状態を表示。

ヒーター要素を電流シャントとして使用

一部のトラブルシューティングシナリオでは、ヒーター要素をシンプルなシャント抵抗として使用し、コンタクタ励磁時にモータ動作を確認できます。マルチメータで各ヒーター両端のミリ電圧を測定することで、その相に電流が流れているか判断できます：

• ヒーター両端電圧ゼロ → 電流なし（例：巻線焼損）。
• わずかな電圧降下 → 電流流通を確認。

この技法は、モータに急速な損傷を与える単相運転状態の検出に特に有用です。

復習

• コンタクタ は、電動機やその他の大容量負荷に電力を供給する高電流リレー。
• 過負荷ヒーターは、モータ発熱を熱的に模倣し、必要時にノーマルクローズド接点をトリップさせることでモータを保護。

関連ワークシート

• 基本電磁リレーワークシート
• ACモータ制御回路ワークシート