ＦＡ電気設計ノート blog

■　盤の熱対策にお役に立つセミナー

新春！第一弾の技術展が東京ビックサイトで開催されます。

皆様も既にご存知かと思います。
　第39回 インターネプコン・ジャパン
です。

その中で、熱対策でお役に立つセミナーが無料で開催されます。

電子機器の熱設計基礎と応用
〜熱設計と熱解析の連携で実現する高信頼製品設計〜
http://www.nepconworld.jp/R&D/

ここで熱設計のためのツールがあり
このツールを使用さえていただいております。

電子機器の熱設計となっていますが、
盤の熱対策にもお役にたちますね。

皆様のご存知かと存じますが、
日東工業やＦＡＮの選定プログラムがあります。

日東工業株式会社様では、
熱関連機器選定プログラムがあります。
http://ntec.nito.co.jp/program.html

オリエンタルモーター株式会社では、
選定依頼用紙をダウンロードして選定していただけます。
http://www.orientalmotor.co.jp/search/selectservice/index.html

同じ盤の大きさで部品も同じで
ＦＡＮの選定を行いますましたが
おおよそ同じような結果がでましたね。

やはり基本になるものは、同じということですね。

1月21日（木）13:00〜15:30
　設計・開発者向け 特別セミナー
会　場：東京ビッグサイト 会議棟
主　催：リード エグジビション ジャパン　株式会社
http://www.nepconworld.jp/R&D/

2010年1月20日（水）～ 1月22日（金）10:00～18:00
（22日は17:00で終了）
　第39回 インターネプコン・ジャパン
　（エレクトロニクス製造・実装技術展）
場　所：東京ビッグサイト
主　催：リード エグジビション ジャパン　株式会社
http://www.nepcon.jp/

他にも関連の技術展が同時開催されていますね。
事前登録すると無料になります。

■　リレーの原理

リレーは、電磁石とバネに支えられた接点からなる制御機器です。
接点は、a接点とb接点や両方兼ね備えたｃ接点があります。

電流が流れると電磁石が、磁力は発生し
電磁石に通電するとａ接点であれば導通し、b接点であれば非導通します。

電流が止まると電磁石の磁力がなくなり、バネの力で元の定常状態に戻ります。
ａ接点であれば非導通になり、b接点であれば導通します。

信号の情報から考えると
接点のONとOFFから１と０の情報を送る事になります。
論理の変更にも役立ちます。

電磁石は、透明なプラスチックのモールドされて電磁石が通電して接点が動作するのが見え、
音が、カチカチするのが聞こえます。
さらに分かり易くLEDが点灯してON状態を見て確認す事ができます。

なにぶん、メカ的な要素があり、寿命が短いのが欠点ですが、
透明なプラスチックなので接点がスパークするのがたまに見受けられます。この状態が続くと時間がたって古くなると、接点が焦げてくるのがわかります。
そうなると交換が必要になります。

トランジスタの増幅回路のように
AC24[V]を電磁石に通電してAC240[V]の機器を動作させる事もできます。
すなわち、１０倍も増幅した事になります。

モータのブレーキ回路でパワーリレーで富士電機製であればＨＨ６４，オムロン製でいうとＬＹ４を選定し、
新規立ち上げで、ブレーカを入れたとたん配線間違いから、「ボッボーン」の爆音とともにリレーから火花を出し事があります。
驚きのあまり体が硬直しました。

リレーを交換して配線も交換しました。
たかがリレーされどリレーです。
くれぐれも設計ミスがないよう回路をチェックしましょう。

【関連記事】
a接点とb接点
自己保持回路

■　機器を選定する場合のポイント

機器を選定する場合のポイントは、
負荷より大きい機器を選定すればまずは、ＯＫです。

機器を２つのなかで選定しなければいけない時、安全をみれば大きいものを選べばまず間違い無いでしょう。そのかわりコストがかかります。

機器のカタログを見て理解できる事です。

そして、条件がなんであるかを理解します。
複数ある場合があるので注意しましょう。

機器の原理が、わかればおのずとどこをみれはよいかわかると思います。

納期との戦いに勝つためにしかたがないことです。
織田信長も言ってました。
「是非に及ばす」と仕方が無いとつぶやいています。

次回、電気設計で同じ機器を選定する時には、ちゃんと選定しましょう。

■　トランスの原理と選定

トランスの回路記号は、大文字で「Ｔ」を使います。
トランスは、変圧器ともいいますが、
呼んで字のごとく電圧を変換する器具です。

AC200VからAC100Vに減圧したり
AC100VからAC200Vに昇圧したりします。

トランスは、鉄心にコイルが巻いてあります。
このコイルの１次側に電圧を加えると磁気が発生して2次側に電圧が発生します。

電圧比は、巻線比に比例しています。
1次側の電圧をV1として2次側の電圧をV2とし
また、1次側の巻数をN1として2次側の巻数をN2とすると

V1／V2＝N1／N2

の関係が成り立ちます。
そこで、巻線の数によって発生する電圧をコントロールしています。

電圧と容量で、選定をおこないます。
すなわち、１次側の電圧[V]で、２次側の負荷電圧[V]と容量[VA]がわかれば良いのです。

■　ＣＴの巻数とターン

ＣＴとは、Current Transformerの略で変流器と言います。
大電流回路の電流を計器に表示するために必要な電流に変換します。

貫通形のＣＴでは、巻数によって一次側定格電流を変えて使用できます。
１ターンの値を「アンペアターン」と呼びます。

例えば、
ＣＴの定格電流が１２０ＡＴ／５Ａの時

１ターン（０巻）
一次側　１２０Ａ　２次側　５Ａ

３ターン（２巻）
一次側　４０Ａ　２次側　５Ａ

となります。

１ターンとは、貫通した状態で、あえていうならば電線を巻いていないので０巻としました。
３ターンとは、電線を２回巻いた状態になります。貫通するところには、電線が３本になっています。

ターンの呼び方と実際の電線が巻いた状態に違いがありますので、お気をつけて。

■　ノイズフィルタの選定

ノイズフィルタの選定は、基本的に定格電流及び定格電圧以内であれば大丈夫です。
但し、ノイズフィルタの２次側に直流電源などの突入電流がある場合は、気をつけた方がいいです。

メーカ及びその製品について違いがありますが突入電流の対策がとられています。
突入電流の対策として、突入電流の流れている時間と突入電流の値が保証されています。
カタログには、書いていないので問い合わせる必要があります。

設計を行っていて、「過去の図面を参考に設計をして下さい。」となる場合があります。
それで、図面を見ると
ノイスフィルタ　ＡＣ２００Ｖ　１０A　使用機器は、ＡＣ２００Ｖ　３Ａ
どう考えてもノイズフィルタの選定が、大きいと考えます。
コストアップにも繋がります。
当時として、製品がなかった場合もありますが、少しでもコストダウンを考えると設計の見直しも必要とだ思いました。

突入電流については、

１．負荷が何であるか
２．突入電流値
３．突入電流が流れている時間

の３項目が分かれば大丈夫です。

■　配線ダクトの選定

配線ダクトの選定は、配線ダクトに電線が何本収納できるかです。

すなわち、
配線ダクトの断面積＞＞電線の断面積
になれば基本的には良いかと思います。

内線規程では、ダクトの選定基準は、

電線の被覆絶縁物を含む断面積の総和が管の内断面積の
48％以下とすることができる。

電線の被覆絶縁物を含む断面積の総和が管の内断面積の
32％以下となるように選定する事を原則とする。

（内線規程　JEAC　8001　410-5　管の太さの選定より抜粋）
（内線規程　JEAC　8001-2000　3110-5　管の太さの選定より抜粋）

とあり、両者の平均をとってダクトの断面積の40％を電線収納本数となります。

例えば
配線ダクトの断面積
幅40mm×高さ60mmでは、
2400m㎡

被覆を含めた電線の断面積
IV線1.25sq（JIS C 3307（IV線）導体断面積1.25m㎡　仕上り外径φ3.0）では、
7.07m㎡

2400×0.4/7.07＝135（本）

となります。