モータ保護回路遮断器またはMPCB

モータ保護用回路遮断器は、その名の通り電気モーター専用に設計された特別な種類の電気保護装置です。電気モーターには多くの用途があり、さまざまな機械装置を駆動するために使用されるため、MPCBを使用して適切に保護することが非常に重要です。以下は、商業および工業ビルで電気モーターによって駆動されるデバイスのいくつかの例です：

• 屋上空調装置、チラー、圧縮機、ヒートポンプ、冷却塔。

• 排気ファン、送風ファン、および空気処理ユニット。

• 給水ポンプシステム。

• エレベーターや他の揚重装置。

• 製造プロセスで使用される産業用コンベヤーベルトやその他の機械。

これらのすべての産業および商業用途において、MPCBは電気保護の重要な役割を果たします。

モータ保護用回路遮断器とは何ですか？その機能は何ですか？

モータ保護用回路遮断器またはMPCBは、60 Hzと50 Hzの両方のモータ回路で使用できる特殊な電磁機械装置です。モータに対して安全な電気供給を提供するためのいくつかの機能があります：

• ショートサーキット、ライン対地障害、ライン対ライン障害などの電気障害からの保護。MPCBは、その切断容量以下の任意の電気障害を中断することができます。

• モータが長時間にわたってネームプレート値以上の電流を引き続ける場合の過負荷保護。過負荷保護は通常、MPCBで調整可能です。

• 相間不平衡と相欠損からの保護。どちらの状態も三相モータを深刻に損傷させる可能性があるため、障害が検出され次第、MPCBはモータを切断します。

• 過負荷後にモータがすぐに再起動しないようにする熱遅延。過熱したモータをすぐに再起動すると永久的な損傷を与える可能性があります。

• モータ回路の切り替え – MPCBには通常、この目的のためにボタンまたはダイヤルが装備されています。

• 障害信号 – ほとんどのモータ保護用回路遮断器モデルには、MPCBがトリップしたときに点灯するLED表示があります。これは、近くの作業員に対して障害が発生し、障害が解消されるまで電気モータを再接続しないことを視覚的に示すものです。

• 自動再接続 – 一部のMPCBモデルでは、過負荷があった場合にクールダウン時間を入力できます。その後、モータは自動的に再起動します。
  電気モータは高価な設備であり、そのためモータ保護用回路遮断器の役割は非常に重要です。モータが正しく保護されていない場合、高価な修理が必要になるか、場合によっては完全に交換しなければならないかもしれません。MPCBで適切に保護された電気モータは、はるかに長い耐用年数を持つことができます。

モータ保護用回路遮断器の動作原理

モータ保護用回路遮断器は、熱磁気式回路遮断器の一種ですが、電気モータを保護するための特別な機能が追加されています。基本的な動作原理は他の回路遮断器と同様です。

• 熱保護は、過負荷から電気モータを保護するために使用されます。これは、過大な電流が検出されたときにモータを切断する拡張・収縮接触に基づいています。熱保護には遅延反応があるため、モータの起動時の高いインラッシュ電流を許容します。ただし、何らかの理由でモータが起動できない場合、熱保護は延長されたインラッシュ電流に対してトリップします。

• 磁気保護は、ショートサーキット、ライン障害、またはその他の高電流電気障害が発生したときに使用されます。熱保護とは異なり、磁気保護は即時で、危険な障害電流を直ちに切断します。

• MPCBと他の回路遮断器との主な違いは、MPCBが相間不平衡と相欠損からの保護を提供できることです。三相モータは効果的に動作するためには、平衡した電圧を持つ3つのライブ導体を必要とします。2%以上の不平衡はモータの耐用年数に悪影響を与えます。ある相電圧が突然失われると、モータは2相だけで動作し続け、その影響はさらに大きくなります。モータ保護用回路遮断器は、相電圧の差を測定することでこれらの状況を検出し、それらが発生したときに即座にモータを切断することができます。なお、三相システムが単相負荷を個別に供給する場合は、相電流の不平衡は正常ですが、三相回路が電気モータを供給する場合には許容されません。

• MPCBには、電気モータの交換やメンテナンスのために手動で切断する機構も装備されています。

• モータ保護用回路遮断器は、幅広い電流定格で利用可能であり、多くのモデルでは電流定格を調整することができます。これにより、同じMCPBを異なる容量のモータを保護するように構成することができます。

非同期モータの保護

産業で使用されるほとんどのモータは、非同期モータまたはスクエアケージ誘導モータとも呼ばれます。これらのモータは三相電力を使用して回転磁界を作り出し、それがロータを磁化して回転運動を作ります。非同期モータの電気保護を設計し、モータ保護用回路遮断器を選択する際には、他の種類の電気回路を保護する際に考慮されないいくつかの重要な要素があります。

• 非同期モータは、起動時に回転磁界を確立する必要があるため、非常に高いインラッシュ電流を引き起こします。この電流は、数秒間の一部で定格値の500%〜800%に達することがあります。そのため、MPCBの磁気保護は定格電流の10倍以上の値でトリップします。一方、ミニチュア回路遮断器などは、定格電流の3倍程度でトリップします。このような場合、MPCB以外の回路遮断器を使用すると、磁気保護がトリップする前にモータを起動することさえできません。インラッシュ電流を減らすために、一般的な方法はモータ保護用回路遮断器に低電圧モータスターターを組み合わせることです。

• 非同期モータは、適切に動作するためには三相導線が平衡した電圧を持つ必要があります。相導線が2%以上不平衡になると、モータは時間とともに損傷し、耐用年数が短くなります。また、モータは過熱しやすくなり、無駄熱として余分なエネルギー費用がかかります。そのため、モータ回路遮断器は相不平衡を検出してモータを適切に切断する必要があります。

• ある相が完全に切断された場合、モータは動作し続けますが、残りの2相の電流は電気不平衡により定格値を超えて上昇し、モータの巻線を焼く可能性があります。そのため、モータ保護装置は相不平衡または相欠損が検出された時点で即座にトリップする必要があります。これは通常、相導線間の電流の差を測定することで実現されます。ある相電流が他の2つと比べて大幅に上昇または下がった場合、それは不平衡を示しています。同様に、ある相電流がゼロに落ちて他の2つが残っている場合、相欠損が発生しています。

では、非同期モータの保護にどのような遮断器を使用できるでしょうか？メーカーは通常、幅広い電圧と電流に対応する3つの異なるモータ保護用回路遮断器を提供しており、ほとんどの非同期モータの保護ニーズを満たすことができます。
モータ保護用回路遮断器は、モータの起動と切断を自動制御するためのコンタクターと組み合わせることが一般的です。システムには、系統電圧が定格値よりも大幅に低下した場合にモータを切断する低電圧保護装置も含まれることがあります。

モータ保護用回路遮断器のサイズ選定ガイド

適切なモータ保護用回路遮断器のサイズを決定する2つの主要な要因は、モータ自体のネームプレート電圧とネームプレート電流です。

• MPCBの電圧定格は、モータのネームプレート電圧と一致する必要があります。通常、モータ保護用回路遮断器は、230 V、380 V、415 V、440 V、500 V、660 V ACなど、幅広い電圧定格で使用できます。

• 電圧がわかれば、次に電気モータのネームプレート電流を確認する必要があります。実際の動作電流は、特にモータがフルロードでない場合、ネームプレート電流より低い場合があります。しかし、MPCBは常にネームプレート電流値に基づいて選択する必要があります。モータが起動するときのインラッシュ電流を許容するためです。例えば、ネームプレート電流が20アンペアのモータは、部分負荷運転中にはるかに低い電流を引きますが、MPCBは定格値である20アンペアに基づいて選択する必要があります。そうでないと、フルロードで使用したときにトリップする可能性があります。

• モータ保護用回路遮断器は、保護すべき電気モータに適した正確な電流値に調整することができます。通常、調整範囲があります。例えば、32アンペア定格のMPCBは、22アンペアの定格電流を持つモータでも使用できる場合があります。これは、より効率的なモデル（低い電流を必要とする）に電気モータを置き換えた場合でも、モータブレーカーを交換する必要がないという点で非常に有用です。

• モータ保護用回路遮断器が保護すべき電気モータに適切にサイズ選定されている場合でも、適切な配線を使用することが重要です。適切な保護を提供するためには、ワイヤは定格電流を安全に伝導できる必要があります。サイズが小さいワイヤは過熱し、絶縁が溶け、ブレーカーが設置されていても電気障害が発生する可能性があります。

モータ保護用回路遮断器仕様チャート

MPCBの製造元は通常、回路遮断器の技術仕様を提示するチャートを提供し、選定プロセスを簡素化します。次のチャートは、CGSL社製のモータ回路遮断器SGV2-MEモデルの例です。

熱リリースと磁気リリースの列に、熱保護と磁気保護が動作する電流値が表示されています。MPCBを設置する前に、電圧と電流の定格が保護すべきモータと互換性があることを確認することが非常に重要です。

モータ保護用回路遮断器の結論

モータ保護用回路遮断器は、保護するモータが商業ビルや産業で多様な用途を持つため、電気安全において非常に重要な役割を果たします。
非同期モータは、産業および商業環境で最も一般的に使用される電気モータであり、モータ保護用回路遮断器のみが満たすことができる特別な保護要件を持っています。また、MPCBを、低電圧保護、タイマー、低電圧モータスターターなどの他の保護または自動化デバイスと組み合わせることも可能です。
MPCBの適切な選定は、信頼性のあるモータ保護を提供するために鍵となります。サイズが小さすぎるMPCBは、モータが起動することさえ許可しません。一方、サイズが大きすぎるMPCBは、保護すべき電気モータの過電流状態を検出できない可能性があります。

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