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電力調整器 概要 214

電力調整器 用語の説明 217

電力調整器 使用上の注意 218

電力調整器 Q&A 220

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電力調整器 テクニカルガイド 各商品につきましては、169ページをご覧ください。

電力調整器 概要■ヒータ制御の種類

■形G3PX制御方式

位相制御 サイクル制御 位相制御 サイクル制御 SSR ON/OFFによる制御

ヒータ制御

手動マニュアル制御 温調による制御

サーマックK形EJ1（PLC）

形G32X-V□K

形G3PX電力調整器

形G32A-EA＋SSRサイクルコントロールユニット＋パワーSSR

電流出力 電流出力 電圧出力リレー出力SSR出力

形G3PX電力調整器

形G32A-EA＋SSRサイクルコントロールユニット＋パワーSSR

形G3PA/形G3PB/G3PCパワーSSR

最適サイクル制御

温調による制御

形G3ZA＋SSR

デジタル調節計形E5□R電流出力

アナログ制御

温調器形E5□N 電圧出力

温調器形E5□N リレー出力

外部ボリウム

外部ボリウム

ON/OFF制御 二位置制御 手動制御

形G32X-V□K（外部主設定）

形G32X-V□K（外部勾配設定）

形G3PX

勾配設定出力電圧の微調整を行うことができます。

勾配設定（単相 形G3PXシリーズ共通）100

80

60

40

20

201612840

入力電流（mA）

＊勾配設定値

出力電圧（％）

100％ ＊

60％ ＊

40％ ＊

20％ ＊

●アナログ制御とは温調器の電流出力4～20mAの信号をうけ、電力量をなめらかに調整し精密なヒータ制御を行います。外部（内部）勾配設定により微調整が可能です。

●ON/OFF制御とは温調器の電圧出力の信号をうけヒータをON/OFFにより制御します。外部（内部）勾配設定により微調整が可能です。

●二位置制御とはHighレベル、Lowレベルの2つの出力量が外部ボリウムで任意に設定ができ、温調器のリレー出力でHigh-Lowの切換えが可能です。

●手動制御とは外部ボリウムにより、手動で出力量の調整が可能です。

●ON/OFF制御

ローコスト・ノイズレスでメンテナンスフリーを実現。

●サイクル制御

ノイズレスで高速応答可能。

●最適サイクル制御（高精度ゼロクロス制御）

通信による多点のヒータコントロールが可能。ノイズレスで高速応答可能。

●位相制御（単相タイプの場合）

精密な温度制御が可能。ヒータの高耐久性化を実現。

ON OFF

2s

温調器 SSR電流出力

温調器電流出力

SSR＋

サイクルコントロールユニット

ON OFF

0.2s

形EJ1（PLC）

半サイクルごとにON/OFFを決定する

通信RS-485SSR＋

多点パワーコントローラ（形G3ZA）

温調器電流出力 電力

調整器

ONOFF

半サイクル

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■形G3PX単相タイプと電子温度調節器の接続例・ソフトスタート時間を0.5～ 10秒の間で自由に設定できるのでヒータの高耐久性化がはかれます。

・1台の温調器で複数台のヒータを制御する場合、勾配設定をすることにより、温度のバラツキを改善することができます。〔（2）の接続例〕

例. 熱干渉によりB点の温度がA点より高くなる場合、ヒータBの勾配設定をヒータAより小さくすることによってAとBの温度を均一にできます。

（1）電圧出力タイプと形G3PX 1台を接続し勾配を変化させる場合

（2）電圧出力タイプと形G3PX多数台を接続し勾配を変化させる場合

（3）電流出力（4～20mA）タイプと形G3PXを接続し、制御する場合

（4）電流出力（4～20mA）タイプと形G3PXを接続し、勾配を変化させる場合

形G3PX

ファン

Aヒータ

B

センサ

炉

形G3PX 形G3PX 形G3PX

温度調節器

（電圧出力タイプ）

LOAD1

DUTY

ヒータ

AC100/110V

内部勾配設定

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

9

10

LOAD2

DC5～24V

AC100/110V

外部勾配設定ボリウム（3kΩ）形G32X-V3K

ON/OFF

3

2

1

温度調節器（形E5□N）

＋

－形G3PX

形G3PX

DUTY

内部勾配設定

3

5

形G3PX

DUTY

内部勾配設定

3

5

形G3PX

DUTY

内部勾配設定

3

5

形G3PX

DUTY

内部勾配設定

3

5

温度調節器

＋ －

LOAD1

ヒータ

AC100/110V

1

2

3

4

5

6

7

8

9

9

10

10 LOAD2

4～20mAデジタル調節計（形E5AR）

＋

－形G3PX

LOAD1

ヒータ

AC100/110V

1

2

3

4

5

6

7

8

9

9

10

10 LOAD2

4～20mA

外部勾配設定ボリウム（3kΩ）形G32X-V3K

3

2

1

温度調節器（形E5CN）

＋

－形G3PX

DUTY

内部勾配設定

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■形G3PX三相タイプと電子温度調節器の接続例・ソフトスタート時間を0.5～ 10秒の間で自由に設定できるのでヒータの高耐久性化がはかれます。

・1台の温調器で複数台のヒータを制御する場合、勾配設定をすることにより、温度のバラツキを改善することができます。〔（2）の接続例〕

例. 熱干渉によりB点の温度がA点より高くなる場合、ヒータBの勾配設定をヒータAより小さくすることによってAとBの温度を均一にできます。

（1）電圧出力タイプと形G3PX 1台を接続し勾配を変化させる場合

（2）電圧出力タイプと形G3PX多数台を接続し勾配を変化させる場合

（3）電流出力（4～20mA）タイプと形G3PXを接続し、制御する場合

（4）電流出力（4～20mA）タイプと形G3PXを接続し、勾配を変化させる場合

炉

形G3PX（三相タイプ）

ヒータA

形G3PX（三相タイプ）

R S T

ヒータBファン

（電圧出力タイプ）

温度調節器

センサ

L2/SL1/R L3/T

SR T

1

2

3

4

5

6

7

T2/V

ヒータ

T1/U

DC5～24V

AC200/220V50/60Hz

内部勾配設定ON/OFF

3

2

1

温度調節器（形E5□N）

＋

－

T3/W

DUTY

外部勾配設定ボリウム（3kΩ）形G32X-V3K

形G3PX

注. 内部勾配設定は右まわし一杯に設定ください。

形G3PX

DUTY

内部勾配設定

3

5

形G3PX

DUTY

内部勾配設定

3

5

形G3PX

DUTY

内部勾配設定

3

5

形G3PX

DUTY

内部勾配設定

3

5

温度調節器

＋ －

L2/SL1/R L3/T

SR T

4

5

L2/VL1/U

4～20mA

AC200/220V50/60Hz

デジタル調節計（形E5AR）

＋

－

L3/W

ヒータ

形G3PX

L2/SL1/R L3/T

SR T

1

2

3

4

5

6

7

T2/VT1/U

4～20mA

AC200/220V50/60Hz

内部勾配設定

3

2

1

温度調節器（形E5CN）

＋

－ 形G3PX

T3/W

ヒータ

DUTY

外部勾配設定ボリウム（3kΩ）形G32X-V3K

注. 内部勾配設定は右まわし一杯に設定ください。

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電力調整器 用語の説明●位相制御・半サイクルごとに出力量を変化させるため、超高精度な温度制御が可能となります。（下図は単相タイプを示しています）

また三相タイプは、3アーム型位相制御方式を採用しています。

・温調器の電流出力（4～20mA）の信号を受け、出力の電力量をアナログ的に制御することができます。よりきめ細やかな制御により外乱に強く、ヒートショックも少ないため、ヒータの耐久性を延ばすことができます。●勾配設定右図に示すように出力の変化量を内部または外部ボリウムで調整する機能です。電気炉の場合、炉面積に対し容量の大きなヒータを使用した場合オーバシュートの原因となります。勾配設定ボリウムによりオーバシュートを抑えることができます。例えば、5kWのヒータに60％の勾配設定をすると、3kW max.として使用することになります。

勾配設定（形G3PX単相タイプ共通）

（形G3PX三相タイプ共通）

●ソフトスタート負荷の電源がONした際の突入電流を抑え、立ち上がりをなめらかにする機能です。特にハロゲンランプなど突入電流の大きな負荷に有効です。（下図は、単相タイプを示しています）

●ベースアップ入力信号がOFFの状態でも余熱として、ある程度ON状態を維持する機能です。初期温度の立ち上がりが遅い機器に有効です。●定電流機能突入電流が非常に大きいもの（長時間ソフトスタートでは抑えきれない）に対して突入電流を自動的に抑制し、ヒータやシステムの保護を行う機能です。

100

80

60

40

20

201612840

入力電流（mA）＊勾配設定値

出力電圧（％）

100％ ＊

60％ ＊

40％ ＊

20％ ＊

100

80

60

40

20

201612840

入力電流（mA）＊勾配設定値

出力電圧（％）

100％ ＊

60％ ＊

20％ ＊

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電力調整器 使用上の注意●負荷について・形G3PXは抵抗負荷専用です。・トランス負荷についてトランスの一次側は誘導負荷のため、直接制御される扱いは避けてください。

●取りつけについて形G3PXは質量が約5kg（三相 60Aタイプ）ありますので取りつけの際、落下させないでください。けがの原因となります。

●取りつけ方法について

注. 平面取りつけの場合、負荷電流を30％のディレーティングをしてください。

（1） 電力調整器の取りつけ間隔

（2） 電力調整器とダクト（または空気の流れをさまたげるもの）の関係

（3） 制御盤外への換気

※吸気口あるいは排気口がフィルタ付きの場合、目詰まりによる効率低下を防ぐために定期的な清掃を行ってください。

※吸気口や排気口の内、外の周辺は吸気・排気の障害となるような物を置かないようにしてください。

※熱交換器使用時は、形G3PX前面の位置に取りつけるほうが効果的と思われます。

・形G3PXの周囲温度を下げる。※定格電流は形G3PXの周囲温度40℃での値です。　（一部25℃の機種もあります。）・形G3PXは、半導体素子で負荷を開閉していますので、通電により発熱し盤内温度も上昇します。この発熱を制御盤にファンを付加し換気することで、形G3PXの周囲温度を下げると信頼性が向上します。（10℃の温度低減で、期待寿命が2倍になると言われています。：アレニウスの法則）

例：20Aの形G3PX 10台だと、0.31×10＝3.1→ファンが4台必要です。※ファンの大きさ：92□、風量：0.7ｍ3/分、盤の周囲温度：30℃で算出。※同一盤内、他機種からの発熱は、別途換気が必要です。

●配線について・リード線の太さは電流値にあったものを使用してください。・配線を行う場合は必ず電源を切った状態で行ってください。形G3PXはOFFの状態でも漏れ電流がありますので感電の原因となります。・高圧・動力線と形G3PXの配線を同一配管、あるいはダクトで行われますと誘導を受け、誤動作または破損する原因となります。別配管としてください。

●端子締めつけトルクについて出力端子 20Aタイプ：1.47N･m、40Aタイプ：2.45N･m

60Aタイプ：4.12N･m端子台 単相タイプ：0.98N･m、三相タイプ：0.6N･mにて締めつけてください。配線後は必ず保護カバーを取りつけてください。

●故障検出の配線について形G3PXの故障検出用リレー出力で、上位のブレーカまたは、コンタクタを動作させて保護する場合、形G3PXの電源は、ブレーカまたは、コンタクタより上位に配線してください。

●計器について

交流回路の電圧、電流を実効値で表示します。

垂直方向 平面取りつけ

60mm以上

50mm以上30mm以上

ダクトまたは空気の流れをさまたげるもの

取りつけ方向 ダクト－形G3PX間

上位ー下位間

鉛直方向

形G3PX

10mm以上

盤内取りつけ条件

ダクト（または空気の流れをさまたげるもの）奥行

対策案（1） 対策案（2）

奥行方向をダクトで覆ってしまうと放熱が悪くなります。

奥行きの短いダクトを使用して空けてください。

65mm以下（形G3PX奥行 の半分以下を 推奨）

形G3PX取りつけ面

ダクトまたは空気の流れをさまたげるもの

ダクトまたは空気の流れをさまたげるもの

鉛直方向

形G3PX取りつけ面

130mm

130mm 空気の流れ形G3PX

取りつけ面

台座

ダクトを短くできない場合は台座（金属製）を設けて、形G3PXをダクトで覆わないようにします。

形G3PXの定格電流（A） 20A　 40A　 60A　形G3PX 1台当りのファンの数 0.31台 0.62台 0.93台

計器の種類 内容熱動形

使用できます実効値演算・デジタル形可動鉄片形整流形

使用できません（誤差が大きい）テスタデジタルテスタ

空気の流れに注意ください

吸気口

排気口（軸流ファン）

ダクト

形G3PX

形G3PX

形G3PX

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●動作表示についてレベルインジケータは負荷の位相を表示する目安にすぎないため、精度的に高くありませんので注意ください。

●勾配設定について・内部勾配設定は、左回りで勾配は小さくなっていきます。

・外部勾配設定を使用される場合は内部勾配設定を100％にしてください。

●CTユニットについて・CTユニットはシリーズごとに機種が異なります。下記の組み合わせでご使用ください。形G3PX-2□0EHシリーズ →形G32X-CT□□形G3PX-2□0EHNシリーズ →形G32X-CT□□HN形G3PX-2□0ECシリーズ →形G32X-CT□□C形G3PX-2□0D□□シリーズ→形G32X-CT□□C

・複数ヒータ断線検出タイプ（EHNシリーズ）/定電流タイプ（ECシリーズ）/三相タイプで定格電流の50％以下で使用される場合には、CTユニットの貫通数を増やして使用してください。（例）50％：2回貫通

25％：4回貫通定電流タイプでCTの貫通数を必要以上に大きくしますと過電流検出機能が働く可能性があります。

●外部主設定ボリウムについて外部主設定ボリウムが、2kΩと3kΩの2種類あります。下記の組み合わせでご使用ください。形G3PX-2□EHシリーズ →形G32X-V3K（3kΩ）形G3PX-2□0EUNシリーズ→形G32X-V2K（2kΩ）形G3PX-2□0EHNシリーズ→形G32X-V2K（2kΩ）形G3PX-2□0ECシリーズ →形G32X-V2K（2kΩ）形G3PX-2□0D□□ →形G32X-V2K（2kΩ）

●ベースアップ機能について（EUN、 DU、 DHタイプ）ベースアップ出力は温度調節器0mA出力時（温度調節器OFF）と4mA出力時では異なります。

●カートリッジ交換についてカートリッジを抜いた状態での通電はしないでください。

●ヒータ断線検出について（EH、 EHNタイプ）ヒータ断線検出は下記の位相以下は検出しませんのでご注意ください。

（DH、 DCタイプ）ヒータ断線検出機能は、電圧出力が70％以上必要です。

●電源について（単相タイプのみ）100V端子に200Vを接続した場合、内部のトランスと温度ヒューズ（交換不可）が溶断し、動作不能の原因となります。

●単相電源について（三相タイプのみ）下図のような単相電源回路では使用できません。

●その他・単相タイプを 3台使用しての、三相負荷の制御はできません。三相負荷の制御には、必ず三相タイプをご使用ください。・単相タイプのEUN、EH、EHN、ECについて、三相電源のうち、二相の電源を使用して、複数台を並列にご使用される場合、同一の二相電源にてご使用ください。断線検出、過電流検出、アラーム誤動作の原因となります。

・三相タイプにおいて三相負荷のバランスがくずれますと出力電圧が不安定になる場合がありますので負荷電流のバランス比は0.9以内でご使用ください。・三相タイプにおいて主回路接線のR、S、Tの相を間違いのないよう配線ください。正常に動作いたしません。また、接続後、正しく動作するか確認の上、ご使用ください。

（DH、DUタイプ）検出感度が異なります。 － 切換は正しく設定ください。

100％ 10％

形G3PX 形G3PX形G3PX

R相

S相

T相

形G3PX 形G3PX形G3PX

R相

S相

T相

20、40Aタイプは出力素子にトライアックを使用しています。トライアックは原理的に電源歪みの影響を受けやすく、その場合には出力が不安定になることがあります。（60A品はサイリスタを使用していますので、影響は非常に受けにくくなります。）なお、電源歪みは電源容量が不十分で複数の電力調整器を使用する場合に発生しがちになります。特に三相オープンデルタ結線にて使用しますと電源歪みが各相にわたり発生し誤動作することがあります。この時は上図のようにひとつの相にまとめて使用するようお願いいたします。

　補足説明

出力電圧を50％程度に設定し各相間の電圧がほぼ等しいかを確認してください。相順が異なりますと出力電圧にバラツキが生じます。

　確認方法

電力調整器 テクニカルガイド220

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電力調整器 Q＆A

PID制御におけるON/OFF時分割比例制御、サイクル制御、最適サイクル制御、位相制御の違いについて教えてください。

●ON/OFF時分割制御

（1）温度調節器との組合せによる、最もポピュラーな制御方法です。

（2）ON/OFFが激しいとヒーターの寿命が短くなります。（3）熱容量の大きいもの（暖まりにくく冷めにくい）制御に向いて

います。

●サイクル制御　形G32A-EA+SSR

（1）電圧出力の出力周期により、短い周期で細かい制御ができるため、ON/OFF時分割比例制御よりも精度の高い温度制御が実現できます。

（2）温度調節器を使用しないマニュアル制御をSSRで実現できます。

●最適サイクル制御

（1）最適サイクル制御は、負荷電源の検出とトリガ信号によるSSRの駆動により行われます。（使用するSSRはゼロクロス有です）

（2）半サイクル毎に出力をON/OFFすることで、ノイズの発生を抑えながら応答が速く、高精度な温度制御を行います。

●位相制御　形G3PX

（1）半サイクルごとに出力量を変化させるため、高精度な温度制御が可能となります。

（2）よりきめ細やかな制御により外乱に強く、ヒートショックも少ないため、ヒーターの寿命が延びます。

（3）勾配を自由に設定できるため、温度調節器とのセットで使用する際に出力量を調整できます。

（4）ソフトスタート、定電流回路により投入電流をおさえることができます。

（5）位相制御により、ノイズを発生します。

Q1

A1

制御性応答性 スペース コスト ノイズ 温度調節器の

出力

位相 ◎ ○ ○ △ アナログ電流サイクル ○ ○ ○ ◎ アナログ電流

ON/OFF時分割

SSR ○ ◎ ○ ◎ パルス電圧リレー △ ◎ ◎ △ リレー

温度調節器電圧出力

リレー出力

SSR

リレー

1s

温度調節器電流出力 SSR

＋サイクルコントロール

ユニット

半サイクルごとにON/OFFを決定する

形EJ1（PLC）

通信RS-485 SSR＋

多点パワーコントローラ（形G3ZA）

温度調節器電流出力 電力

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定電流機能（電力調整器（形G3PX））とは何ですか？

純金属系のヒーターのように、投入電流の非常に大きなものに対して投入電流を自動的に抑制し、ヒーターやシステムの保護を行う機能です。モリブデン、タングステンに代表される純金属系ヒーターは下図に示すように投入時定格電流の10倍の電流が流れます。（長時間ソフトスタートではおさえきれない）

定電流機能がない場合

定電流回路は下図に示すように、自動的に入力信号に応じた電流値になるように働きます。ON位相を小さくすることにより投入電流を抑制します。（この定電流回路で抑制不可能な大電流が流れた場合、過電流検出機能が働きスイッチング素子を保護しています。この時、入力信号はカットされレベルインジケータが点滅します。）

定電流機能がある場合

※保護短絡の場合は保護できません。 速断ヒューズを併用ください。

定電流タイプでは、負荷短絡による形G3PXの保護はできますか？

保護はできません。

短絡電流が流れた場合は定電流機能、過電流検出機能が働く前に素子が破壊されます。短絡事故から形G3PXを保護するためには速断ヒューズの接続をお願いいたします。

推奨ヒューズ

対象形式：形G3PX-2□□EC/形G3PX-2□□DC

回路電源と負荷電源とを同一電源にするのはなぜですか？

位相制御を行うためには位相ゼロポイントの検出をしなければなりません。このゼロポイントの検出を行うために同位相にする必要があります。位相のズレがあった場合は、誤動作（入力信号と出力量がマッチングしない）の要因となります。

製品形式 ヒューズ形式 メーカ

形G3PX-220□□□　 60PFF20U　

（株）京三製作所形G3PX-240□□□　　　 50SHA40　

形G3PX-260□□□　　 25LKA60B　

Q2

A2

約10倍

Q3

A3

形G3PX

負荷

速断ヒューズ（負荷とシリー　ズに接続して　ください。）

Q4

A4