電源トランスのうなり

質問

木箱に入れた電源トンランス（ＡＣ２００Ｖ⇒ＡＣ１１５Ｖ　３ＫＶＡ）にトタン板で電磁シールドをしました。少しは効果が有った様な気がしますが、困った事が発生しています。トランスの唸りが大きくなりました。これは、普通の事なのでしょうか？また、唸りが発生するメカニズムは何でしょうか？御存知の方ご教示ください。

回答No.7

KEN_2 · ベストアンサー

ANo.4 です。

元無銭（線）家で、コストを掛けないで色々な実験が好きで、趣味と本職の区別が付かない時期がありました。
コリンズやドレークの無線機の名機を購入する為に働いた思い出があります。

さて、簡単な突入電流防止回路を紹介させて頂ますと、
MAIN_ＳＷの後に、トランス間に直列抵抗を入れて，電源投入後の数秒後にその抵抗をSWなどで短絡すると実現可能です。
　抵抗は10Ωから20Ωで20Wから30W程度のホーロ抵抗かセメント抵抗を使えば実現できます。
面倒でなければこれで、ＮＦＢのトリップは解決するでしょう。
面倒ならば、遅延リレーを使って自動的に短絡しても良いでしよう。

＊最初の質問とかけ離れてきました。本掲示板の規約違反になりますので、これで失礼します。（こういうレスの展開も好きではありませんので・・・）

お礼

KEN_2様、

アドバイス有難う御座います。
簡単な突入電流防止回路のご紹介有難う御座いました。
参考にさせて頂きます。

はい、この内容はこのくらいにしておきます。

回答No.6

anachrockt

うなり音とかNFBトリップとか聞くと，どう考えても200Vが高すぎる気がします．
実際には何Vなんでしょうか？
下でも書いたように変換トランスに210V/220Vタップがあれば繋ぎ変えた方がエエです．
無線やっておられるんならファラデーの法則はご存じでしょう．
ファラデーの法則：rotE = -∂B/∂t
式からわかるように，電圧が高くなるほど磁束密度は大きくなります．
鉄心の非線形性から，あるところから磁束密度は急増し，うなり音とかNFBトリップが起きると思われます．

簡単な突入電流防止回路は，トランスに直列抵抗を入れて，電源投入後0.数秒～数秒後，オンディレー・タイマでリレーをオンしてその抵抗を短絡します．
注意する点として抵抗には，絶対にメタルクラッド抵抗のような密閉型は使用しないことです．
事故が起きたとき，メタルクラッド抵抗は爆裂して生命の危険を感じます．

使用部品としては，AC200/220V動作のタイマ，リレーを使うと簡単です．
小型汎用リレー
http://www.fa.omron.co.jp/data_pdf/cat/ly_ds_j_3_1.pdf
オンディレー・モノファンクションタイマ
http://www.fa.omron.co.jp/data_pdf/cat/h3y_ds_j_2_3.pdf
大電力形リボン抵抗器
http://www.tamaohm.co.jp/CMSimage/item_upload/20090126_1858182914_FilePath4.pdf

お礼

anachrockt様、

アドバイス有難う御座います。
電圧は、ほぼ２００Ｖです。夜は、１９８Ｖと若干低い電圧です。
突入電流抑制回路のご紹介有難う御座いました。
参考にさせて頂きます。

回答No.5

tance

トランスのうねりは、箱に入れてトタンシールドをする前は
問題なかったのでしょうか。

そうであれば、箱が音響的に共振したか、漏れ磁界でトタン
板がスピーカのコーン紙のようになった可能性があります。

漏れ磁界を減らすにはショートリングは効きますが、3kVAも
あるとショートリングに流れる電流は相当大きいと思われます。
高信頼な溶接ができない場合は、やはり専門家に依頼する
方が無難です。

ショートリングは磁界を出す所に設置するのが最も効果的
ですが、逆に磁界を受ける方にもそれなりに効果があります。
漏れ磁界がどのように問題なのかによってはそちらにショート
リングを施すと良いかもしれません。これなら危険はほとんど
ありません。

他の回答にもあるように、コア内部の励磁を減らすと漏れは
大幅に改善されます。220Vのタップがあればそれを200Vに
つないでください。そうすると115Vの電圧が10%落ちますが
それは200V:12V 30A の別のトランスで補助してやると回復
できます。こちらのトランスは別途調達しなくてはなりませんが
360VAですから、メインのトランスに比べたら「小さな」
トランスです。この小トランスの位相に注意して115Vタップ
と直列に12Vをつなぐと115Vが得られます。（逆相だと電圧が
減ってしまいます）

これでトランス自体のうなりも、漏れ磁界も大幅に改善すると
思います。ただ・・・小トランスのコストが余計にかかりますが。

P.S.　ハイパワーでしかも真空管の無線機ですか。ミスマッチ
による高電圧発生には十分注意してください。半導体だと
一瞬で壊れるのでかえって安全ですが、真空管だと壊れない
ので、高圧が連続的に発生することがあります。ハイパワーの
高周波の高圧は非常に危険です。3kVで1Aもあれば生きていられる
可能性はほとんどありません。

お礼

tance様、

アドバイス有難う御座います。
日曜日に電源の箱をよく観察しましたが、ご指摘のように、
トタン板が漏れ磁束で振動しているように思われます。

ショートリングも安全性の問題から、止めておきます。

やはり、トランスと影響を受けている（具体的にはダイナミックマイク）を離す事とします。それと、アドバイス頂いた、２２０Ｖのタップを使う事も試して見ます。

回答No.4

KEN_2

ANo.1 です。

磁歪による磁励音(じれいおん)の問題の前に、「磁束漏れとＮＦＢのトリップ」の問題が前提にあったのですね。
電圧変換トランスの「ＡＣ１１５Ｖ　３ＫＶＡ」出力を使っておられるので、熱狂的なオーディオマニアと推測しておりました。
磁束漏れ：
>トタン板で電磁シールドをしました。少しは効果が有った様な気がします・・
電磁シールドにトタン板は？？で、効果は疑問です。
ＥＩコアの電圧変換トランスでしょうから、置き場所と方向を検討すると多少は良くなります。
トロイダルコアのトランスは磁束漏れは少なくなりますが、コストと突入電流が問題になりますね。
ＮＦＢのトリップ：
突入電流防止機能の簡単な抵抗制限回路を追加するか、anachrockt様も仰るNFBの定格を変更するのが簡単と考えます。

お礼

トタン板はＮＧですね。外す事とします。

ＮＦＢのトリップに関して、
>突入電流防止機能の簡単な抵抗制限回路を追加するか
この例が載っている良いＨＰを御存知でしたらご紹介頂けると有り難いと思います。
検索をしてみましたが、半導体を使った難しそうで、電流容量が取れるかが？の回路ばかりでした。

度々有難う御座います。

ｐｓ．熱狂的な米国の真空管無線機マニュアです。

回答No.3

anachrockt

電磁シールドは漏洩磁束による悪影響の低減を目的に施します．
磁歪音は低減できません．
漏洩磁束による悪影響は，大昔のブラウン管TVでは画面の揺れでわかりました．
最も簡単な対策は，変換トランスを悪影響を受ける機器から離して設置することです．
ショートリングを付けたければ，安全上トランスメーカーに相談することを勧めます．
シロート工作は非常に危険です．

NFBのトリップは，2次を解放してもトリップするようなら残留磁束に依る影響です．
http://www.tokyo-seiden.co.jp/gijyutu/gijyutuQ&A_090205.files/frame.htm

2次に負荷を付けてトリップするようなら残留磁束と負荷側機器の整流回路の影響です．
NFBの定格を保護できる限度一杯に上げたらどうでしょうか？

お礼

二次側を開放してもトリップするので、残留磁束による影響でしょうか・・・。
紹介して頂いたリンクの突入電流の解説は良くわかりました。
漏洩磁束による影響は、離す事が一番の様ですね。

有難う御座いました。

回答No.2

anachrockt

それは「磁歪」とゆう現象です．
http://www.geocities.jp/buzensakai/butu/jiki2.htm
出てくる音を「磁歪音」と呼びます．
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%81%E5%8A%B1%E9%9F%B3

対策はA#1の通りですが，業務用の変換トランスってコストダウンのために磁束密度を高く設定してあることが多いです．
1次を200Vではなく210Vとか220Vにつなぐと（2次も合わせて），磁束密度はファラデーの電磁誘導の法則から低下して少しは改善されるかも知れません．
また，トタン板の電磁シールドってほとんど効かないんじゃないでしょうか？
漏洩磁束に対しては，距離を取るのが一番です．

ところで，同一ラインに半端整流等の非対称制御機器があると，磁束密度が高くなって磁歪音がひどくなる場合もあります．
手持ちに大電流の整流器（ダイオード）があれば，ここの「[Fig.1]　DC成分サプレッサの回路」を入れるとエエかもしれません．
http://www.ne.jp/asahi/evo/amp/DCsuppress/seisaku.htm

補足

磁歪音に関して、勉強になりました。

追加で教えてください。
トタン板の電磁シールドは殆ど効かない件、やはりそうでしたか。トランスに銅バンドでショートリングを着けると良いと聞きましたが、この方が良いのでしょうか？

それと、ＤＣサプレッサーは大変に興味を持ちました。実は、電源投入時に、ＮＦＢがトリップします。うなりと共に、ＮＦＢのトリップに悩まされています（家族にヒンシュク物です）。トタン板を木箱に着けたら、頻度が上がり（効果が無いトタン板を外せばよいと思いますが）悩みの種でした。

お礼と共に、宜しければ上記の件、再度教えて頂きたく宜しくお願いします。

回答No.1

KEN_2

多少のトランス唸りが発生するのは、やむを得ない現象です。
トランスは、珪素鋼板の鉄心にコイルを巻き電流が流れることで、磁束が発生しこの磁束が鉄心を振動させるので固定している木箱を伝わって、トタン板で電磁シールドが共振しているのです。

軽減方法ですが、
１．電源トンランスの鉄心を固定しているボルトを少し増し締めしてやると軽減します。
　（鉄心やボルトにはピッチが充填されているので、余り強く締めないでください。ボルトが折れます。）
２．トランスを固定している木箱の座面に適度のクッションを挟みます。
　（硬質ゴム系の材質が振動を吸収してくれますが、無ければ適当な材料を使ってください。）

お礼

有難う御座いました。振動防止に関する参考になりました。