複数のタイムリレーを用いた逐次起動システムの設計方法

Jun 18, 2026

Q: 複数のタイムリレーを用いた逐次起動システムを設計し、ピーク電力サージを低減するにはどうすればよいですか？

How to Design a Sequential Start-Up System Using Multiple Time Relays

Answer:<br>

重工業施設では、複数の高電力機器や大型モーターを同時に起動すると、重大な電気的課題が生じます。これらの誘導負荷から発生する突入電流の合計値は、定常運転時の電流の5～10倍に達することがあります。この急激なピーク電力の増加は、電圧低下、主回路ブレーカーの誤動作による遮断、変圧器への負荷増加、およびピーク需要料金による電気料金の上昇などを引き起こすことがあります。こうした問題を緩和するために、システムインテグレーターは逐次起動システムを導入します。複数のタイムリレーを活用することで、各高負荷の起動間に正確な時間遅延を設定し、合計突入電流が電力分配インフラの安全限界を超えないように制御できます。本技術ガイドでは、DAQCNタイムリレーを用いた信頼性の高い逐次起動システムの設計原則、配線戦略、部品選定、および立ち上げ手順について解説します。

電気的課題：なぜインラッシュ電流には順次制御が必要なのか

電動機に電源が投入されると、初期段階では低抵抗負荷として動作します。磁界を確立し、慣性を克服して電動機を定格回転数まで加速させる必要があります。この短時間の始動期間（通常数百ミリ秒から数秒）において、インラッシュ電流は極めて高くなります。たとえば、3台の15 kW電動機を同時に始動させた場合、合計のピークサージ電流は、定常運転時の総電流がわずか90 Aであっても、容易に400 Aを超えることがあります。

順次始動システムを導入することで、まずモータAが起動します。モータAの始動プロセスが完了し、その電流が定常状態の30 Aまで安定した後、所定の時間リレーモーターBが起動します。モーターBが安定して運転を開始した後、別のタイムリレーがモーターCを起動します。その結果、主幹線における最大電流サージは、単一モーターの投入電流と、既に運転中の機器の定常運転電流の合計に制限されます。これにより、主変圧器へのピーク負荷が低減され、システムを安全な範囲内に保つことができ、高額な電気設備の増設を回避できます。

逐次起動システムの主要構成要素

このシステムを構築するには、極めて信頼性の高い産業用制御部品が必要です。単一のタイムリレーが故障すると、全体の起動順序が乱れ、複数の大電力負荷を同時に起動させてしまう可能性があり、結果としてシステムがトリップする恐れがあります。

タイムリレー：これは起動順序の「脳」に相当する部品です。制御入力を受けて、ユーザーが設定した時間だけ出力信号を遅延させます。DAQCNでは、TBT7シリーズなどの高精度DINレール取付型タイムリレーを提供しており、0.1秒から数日まで可変設定可能な遅延機能を備えています。
磁気接触器：時間リレーは高電流モーターを直接スイッチングしません。代わりに、モーターに供給される主な三相電源線をスイッチングするための高耐久性磁気接触器のコイルをスイッチングします。
熱過負荷リレーまたはサーキットブレーカー：これらは、各モーターを長時間にわたる過電流状態から保護します。
制御回路の保護：低電流（断路器通常2A～6A）のヒューズが、制御配線および時間リレー自体を保護するために使用されます。

詳細な配線および設計手法

制御回路の設計には構造化されたロジックが必要です。最も一般的で信頼性の高いアプローチは、カスケード型通電遅延システムです。この設計では、第1段階の起動により第1時間リレーが通電され、そのカウントダウンが始まります。設定時間経過後、その出力接点が閉じて第2段階の接触器を励磁し、第2時間リレーの動作を開始します。

3段階の逐次起動制御回路図を例に取り、

ステップ・バイ・ステップで解説します：

ステージ1：システムの起動ボタンが押されます。この操作により、第1接触器コイル（KM1）と第1タイムリレーコイル（KT1）が同時に励磁されます。モーター1が即座に起動します。
ステージ2：タイムリレーKT1はオンディレイモードで設定されています。モーター1の起動時間が3秒の場合、安全マージンを確保するためKT1の遅延時間を5秒に設定します。5秒経過後、KT1の常時開放（NO）接点が閉じます。これにより、制御電源が第2接触器コイル（KM2）および第2タイムリレーコイル（KT2）に供給され、モーター2が起動します。
ステージ3：タイムリレーKT2もオンディレイモードで設定され、遅延時間は5秒に設定されています。この期間が経過すると、KT2の常時開放（NO）接点が閉じ、第3接触器コイル（KM3）が励磁されます。モーター3が起動し、一連の動作が完了します。
リレーをカスケード接続することにより、いずれかのステージで制御電源が供給されない場合、その後続ステージは起動しないよう保証され、システムが順序外の動作から保護されます。

ステップ・バイ・ステップ実装ガイド
工場の現場でこのシステムを実装するための実践的な手順は以下のとおりです：

1. 構成部品の取付け：電気制御盤内にDINレールを取り付けます。DAQCN TBT7 タイムリレーを接触器および遮断器とともに取り付け、熱放散のための十分な clearance を確保します。
2. 制御回路の配線：停止および起動用プッシュボタンを直列に配線します。起動信号をKM1コイルに接続し、同時にKT1タイムリレーの入力端子にも並列に接続します。トラブルシューティングを容易にするため、標準の色分け配線（例：AC制御には青色）を使用してください。
3. インターロック回路の配線：安全上の理由から、過負荷リレーの補助接点を制御回路に直列に配線します。モーター1が過負荷によりトリップした場合、その過負荷リレーの接点が制御回路を切断し、全体の動作シーケンスを停止させます。
4. 時間設定の調整：DAQCN タイムリレーの前面パネルにあるダイヤルを回して、所望の遅延時間を設定します。初期テストでは、順次起動を容易に観察できるよう、長めの遅延（例：10秒）を設定できます。
5. デバッグ・試運転：まずモーターの電源を切断し、制御ロジックの動作確認（空運転）を行います。確認後、モーターの電源を再接続し、クランプメーターで線電流を監視しながら実負荷運転（ホットラン）を実施し、ピーク突入電流が安全範囲内であることを確認します。

調達向けDAQCNタイムリレーの選定

B2B向け産業用システムにタイムリレーを調達する際、調達担当者は以下の技術仕様を十分に確認する必要があります。

電圧対応範囲：24V～240V AC／DCなど、広い電圧範囲で動作可能なマルチ電圧タイプのタイムリレーを選定してください。これにより、在庫管理上必要な部品の種類を削減できます。
タイミング範囲：広範囲の時間スケールを選択可能なリレーを選定してください。DAQCNリレーはマルチレンジダイヤルを備えており、同一ユニットでミリ秒単位の切り替えから数時間に及ぶ長時間間隔まで対応可能です。
接点信頼性：タイムリレーの接点が、少なくとも5Aまたは10A（抵抗負荷）の定格を満たす高品質なものであることを確認し、接触器コイルを確実にスイッチングできるようにして、接点の焼損を防いでください。

結論

複数のタイムリレーを用いた逐次起動システムの設計は、現代の工場における電力需要の管理および電気インフラの保護に不可欠な戦略です。DAQCN社の高精度DINレール取付型タイムリレーは、B2B向けシステムインテグレーターが堅牢なシーケンス制御パネルを構築するために必要とする信頼性、柔軟性、および長寿命を提供します。適切な接点定格を選択し、最適な遅延時間を設定し、信頼性の高い安全インターロックを統合することで、工場の円滑な運転とエネルギー費用の削減を実現できます。調達およびエンジニアリングに関するお問い合わせは、ぜひ今日中にDAQCNまでご連絡ください。お客様のアプリケーションに最適な制御ソリューションをご提案いたします。