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3CX1500A7投稿者: Birdhouseの住人 投稿日:2007/06/18(Mon) 18:45 No.721  
楽しい中古球のエージングの話ですね。
4CX球はこれまで数百本チェックして使用可・不可を判定してきましたがエージングしないで使えるのは経験上、40%程度=軍用機器からの外し品。残りはエージングしてからOKとなるのが50%程度でした。
ちなみにすべて製造から20年以上経た球です。



Re: 3CX1500A7投稿者: Birdhouseの住人 投稿日:2007/06/19(Tue) 23:58 No.723  

> 楽しい中古球のエージングの話ですね。
> 4CX球はこれまで数百本チェックして使用可・不可を判定してきましたがエージングしないで使えるのは経験上、40%程度=軍用機器からの外し品。残りはエージングしてからOKとなるのが50%程度でした。
> ちなみにすべて製造から20年以上経た球です。
8877/3CX1500A7の画像はこちら。
COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: KWS-1 投稿日:2007/05/14(Mon) 01:10 No.677  
初めまして!所有しているS1のPLATE電圧なのですが、PLATE電流が流れ出すと、PLATE電圧が2200Vから1700V程度にドロップします。電源は200VAC から115VACに落として使用しております。TUBEは新品を使用しても同様で、同調もしっかりと取った状態でして、どのバンドの変化ありません。入力電源の電圧降下は約1VAC程度ですが、PLATE電圧の500VDCもの電圧降下は異常かと思っています。平滑はチョークとコンデンサーの併用タイプですが、点検の結果いずれも異常ないようです。整流はシリコンダイオードを使用しています。何が原因がわからない状態です。ヒントを頂ければ幸いです。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: 那須次郎 投稿日:2007/05/14(Mon) 22:10 No.680  

KWS-1さん、初めまして。
クラシカルなKWS-1については、私は何も経験なくコメントのしようがないのですが、この送信機の高圧は両波整流回路ではなかったかと思いますが、いかがですか?

とすれば、高圧トランス二次側巻き線の片方の断線でしょうか・・・確認なさってください。
これはもちろんACラインをはずして(すべてOFF)、テスターで巻き線の導通を見るわけですが、テスターリードが触れるとき、および離れるときに端子間に高圧が発生するのでお気を付けください。
まずトランスのみのテストとして、ほかの部品の配線は取り外しておこなってください。

それと、このトランスのAC側の抵抗値がどうなっているかも確認してください。
突入防止抵抗が入っているかもしれませんが、もしあれば、これも動作時にショートされているか確認してください。

その次に見るのは整流回路のキャパシタでしょうか。

> 平滑はチョークとコンデンサーの併用タイプですが、点検の結果いずれも異常ないようです

容量抜けがひどくないかどうか? これは容量計があれば簡単ですが、同じくらいの容量のキャパシタがあれば、テスターのオーム計で+−を交互にあたってみて、針の振れ方が同じであれば大丈夫です。

しかし本来は(正常な状態で)どれくらいの電圧降下が生じるのか、更にアイドルではプレート電圧がいくらになるのか、を知らないと議論が始まりません・・・。もし正常な状態で、アイドルでのプレート電圧が1700Vくらいだとすると、整流チョークがショートしているために無負荷時(ないしアイドル時)の電圧が高い、と考えられます。

マニュアルには何とかいてあるのでしょう?



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: 那須次郎 投稿日:2007/05/14(Mon) 22:17 No.681  

追伸、
その前にACライン側の回路にある部品のすべてについて、ネジが緩んでいないことを確認してください! 

もし緩んでいない場合、トランス一次側で端子間にかかるアイドル時および動作時のAC電圧をチェックすれば、不具合なのはトランス一次側よりもどちら側であるかが判明します。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: Birdhouseの住人 投稿日:2007/05/15(Tue) 22:10 No.682  

> 初めまして!所有しているS1のPLATE電圧なのですが、PLATE電流が流れ出すと、PLATE電圧が2200Vから1700V程度にドロップします。
ソケットの交換が終了したみたいですね。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: KWS-1 投稿日:2007/05/16(Wed) 01:23 No.683  

那須次郎さん、ヒントありがとうございます。参考に点検しました。

KWS-1は両波整流ですが、高圧トランス二次側巻き線は導通していました(両方共、約120オーム)。トランスの一次側の抵抗値も1オーム前後でOKです。整流回路のキャパシタ、チョークもLC METERで確認しましたが、規格通りです。

正常な状態での電圧降下がどれくらい生じるのかは不明です。しかし、500Vの降下は異常だと思われます。試しにトランス2次側の配線を1500Vから2000Vに変更した結果、PALTE電圧が2700VDCとなりましたが、送信時は同様に2200VDCまで電圧降下を生じました。

マニュアルには送信時に約2000Vとアバウトの記載しかありません。

トランスの一次側の電圧が受信時に116VACであることは確認はしましたが、送信時の降下を確認していませんので、ACライン側の回路の部品取り付けと配線状態も含めて点検したいと思います。

整流は水銀整流器からシリコンタイプの1N2637Aに変更していますが、この点検をしましたが、テスターでダイオードチェックでチェックしましたが、導通がありません。この1N2637Aはどうなっているのでしょうか?2本共、不良ということはありませんので・・

また、点検結果を報告しますので、宜しくお願いします。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: KWS-1 投稿日:2007/05/16(Wed) 06:43 No.684  

Birdhouseの住人様、おかげさまで重傷は直りましたが、軽症?が残っており、悪戦苦闘しております。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: 那須次郎 投稿日:2007/05/17(Thu) 00:11 No.685  

> 整流は水銀整流器からシリコンタイプの1N2637Aに変更していますが、この点検をしましたが、テスターでダイオードチェックでチェックしましたが、導通がありません。

はい、普通ないですね。あったらショートしています。高圧用のダイオードは多数の素子が直列に並んでいるので、導通させるにはある程度高い電圧をかけないとダメです。

ご健闘を祈ります!



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: 那須次郎 投稿日:2007/05/17(Thu) 00:24 No.686  

> 電源は200VAC から115VACに落として使用

これは、わざと電圧降下を期待するような方法ですね。
230V端子をお使いになったらいかがでしょうか。(ない?)

ステップアップの方法は、お使いの変換トランスにタップがないのであれば、1ページ前のNo.598〜616あたりに書いてあります。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: KWS-1 投稿日:2007/05/17(Thu) 01:21 No.687  

那須次郎様、シリコンダイオードの件は失礼しました。そうですよね!恥ずかしい質問をしてしまいました。

AC LINEの電圧降下はトランス一次側で受信時 116.2VAC、送信時 114.6VACまで降下していました。AC LINE側の回路はネジの緩みも含めて異常ありませんでした。

電源は中点仕様の115VACの2回路ですので、ステップアップの裏技は簡単には活用できないようです。

構成回路に異常はないようですので、入力 100Vx2回路(単相3線式200V)、出力 115V x2回路(単相3線式230V)、容量;2KVA程度のトランスを製作してもらった方がいいのでしょうか?


までを使用しています。何が原因がわからない状態です。ヒントを頂ければ幸いです。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: Birdhouseの住人 投稿日:2007/05/18(Fri) 00:35 No.688  

>入力 100Vx2回路(単相3線式200V)、出力 115V x2回路(単相3線式230V)、容量;2KVA程度のトランスを製作してもらった方がいいのでしょうか?
そのようなアイソレーショントランス?は中古の良品が意外と簡単に安価に入手できますよ。出物が時々ありますが。。。。。容量が大きすぎるかも・・・大は小を兼ねる??・・・その節は連絡を!!



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: KWS-1 投稿日:2007/05/18(Fri) 01:16 No.689  

那須次郎様、トランスの情報ありがとうございます。業者に見積もりを取りましたら、2.5KVAで25K程度のようです。出物がありましたら、紹介願いますでしょうか?宜しくお願い致します。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: halhjb 投稿日:2007/05/23(Wed) 20:54 No.690  

始めまして、HVのドリフトでお困りのようですね。
所で、電源部は全てチェック済みとの事ですが、C501の0.15μの容量はチェックされたでしょうか、S-1は大きな容量のチョークを使用する代わりに、L501とC501による並列共振回路を採用しています。従いましてC501の僅かな容量抜けも今回の様な異常電圧につながる可能性があると思われます。
一度L501・C501のチェックをされては如何でしょうか。
ちなみに私のKWS-1はトランスタップ2000Vで約DC2100V出ています。
フルパワーで約1900V位です。  以上



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: KWS-1 投稿日:2007/05/24(Thu) 23:40 No.692  

halhjbさん、初めまして!情報ありがとうございます。
C501の0.15uFの容量は確か0.145uFでした。L501とC501による並列共振回路の採用は認識しておりましたが、50Hz/60Hz対応であり、この程度の容量抜けは問題ないと判断していました。L501は、ほぼ8Hちょっとありました。トランスタップ2000Vですと、約DC2800V出ており、FULL POWERだと2000VDCまでDROPします。試しにL501とC501を外して、チェックしたところ、脈流のせいかと思いますが、受信時3300VDC 程度ありました。KWS-1の高圧回路は30S-1と同じであり、30S-1は受信時3200VDCで送信時2900VDCまでDROP すると聞いておりましたので、チョークによる平滑は電圧降下を生じるので、115VACの運用では、この程度のDROP は正常状態ではないかと判断していました。halhjbさんのKWS-1 の電圧はトランスタップ2000Vで約DC2100V並列とのことですが、これは送信時のアイドル状態の電圧でしょうか?受信時はどの程度でしょうか?無負荷だと、2000×1.414 で約2800VDCが正常ではないでしょうか?いずれにしても再度L501とC501をチェックし疑ってみたいと思います。並列共振回路後のコンデンサー4uFは両方とも4uF以上ありました。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: halhjb 投稿日:2007/05/26(Sat) 09:56 No.693  

Kws-1さんこんにちはhjlhjbです
C501・L501は既にチェック済みとの事で了解いたしました。
こうなると、R503・R502のブリーダ抵抗は大丈夫でしょうか?これがプッツンと切れていますと今回の様な症状がでる可能性があります。(ここで約10%熱になっています・・)
もし、チェックされて無いようでしたら一度見てください。
話は変わりますが、参考までに、私も電源はAC200Vから115Vにステップダウンして使用しています、容量は2.5KWですが特に異常は感じません。KWS-1さんの電圧ドロップ範囲であれば特に問題ない様に感じます。
それと、申し訳ありませんが、現在私のS-1に火を入れる環境にない為、具体的にお話する事ができませんが、何かありましたらご一報下さい。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: KWS-1 投稿日:2007/05/27(Sun) 21:05 No.694  

hjlhjbさん、コメントありがとうございます。R503・R502のブリーダ抵抗は50Kオームあり、問題ありませんでした。また、外してチェックしましたが、同様でした。いまのところ、200VACから115V×2(230VAC)にして、どう変わるか確認しようと思っております。私も問題ない気がしてきましたが、平滑回路をチョークと使った並列共振から通常のコンデンサーのみを使用した平滑回路に変更してみようかと思っております。また、報告させて頂きます。たまにはS-1にも火を入れて頂きたいと思いますが・・・



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: 那須次郎 投稿日:2007/05/27(Sun) 23:03 No.695  

KWS-1さん、hjlhjbさん、ご見識を拝見したしました。
そこでまた、KWS−1を所有したことがない私のコメントをお許しください。

ひとつ確認してほしいことがあります。

平滑チョークに並列Cの件ですが、この時代の米国のパワーアンプでは、単相両波整流の場合、ここは通常は電源周波数の3倍に共振させているようです。(私は、両波整流だから2倍かと思っていたのですが、改めで計算してみると、3倍でした! これは、なぜでしょう?)
その共振周波数で、どれほどの違いがでるかは言明できないのですが、お二方のところは電源周波数は50Hzなのでしょうか?(8Hに0.15μFだと147Hzに共振します)

平滑チョーク+Cの並列共振周波数について、何か具体的に記述している文献はありますでしょうか? 

古い教科書のW6SAI Radio Handbook あたりにある記載では、この容量をチョークで発生する高圧サージに対する対策として紹介しています。「重箱p.72」 サージ吸収用の抵抗と組み合わせて使用しています。

コリンズ204F−1ではファイナルが4CX1000Ax2で低いインピーダンスのため、チョークは4Hと小さく、これに60Hzでは0.2μF、50Hzでは0.3(=0.2+0.1)μFを抱かせています。その共振周波数はそれぞれ178Hz、147Hzであり、電源周波数のほぼ3倍に相当します。
平滑Cは12μF(=4μFx3個)と、その時代では普通でしょうけれど、あまり大きな値ではありません。
この回路の整流素子は水銀整流管です。

しかし、そうではない例もあり、Henry 4K-Ultra では同様に低インピーダンスですが、チョーク4Hでキャパシタは0.2μFのみで済ませています。(これは50Hz地域で問題があった、と聞いています。どんな問題だったのでしょうか?)
このアンプでは、平滑Cは15μFと少しだけ大きめで、整流素子はシリコンダイオードです。

当然、この共振周波数がずれていれば共振チョークとしての働きが低減する可能性があるわけです。
(が、それで直流電圧がどれほど上がるのか??)

さて、チョーク入力の平滑回路では、負荷に対する電圧変動曲線は、無負荷時には1.3〜1.4倍近くと高いものの、負荷の増加とともに急峻に低下してある程度のところでほぼ一定に近い値に落ち着きます。
使用直流電圧は、たいていトランス巻き線電圧の0.9〜1.0倍くらいかと考えます。

ブリーダー抵抗は、負荷電圧がこの一定に近い値になるくらいに、やや大きめの電流を流しています。送信機がスタンバイ状態でも必要以上の高圧がかからないようにするためです。

ちなみにチョーク無しの平滑回路がこの時代の後にでてきます。
シリコン整流ダイオード、平滑用キャパシタともにサージ電流に強い製品が作れるようになったためです。

たいていシリコンダイオード使用のブリッジ整流回路で、完全な無負荷であれば直流電圧は、トランスの巻き線電圧x1.4倍ですが、通常の使用電圧はx1.2〜1.3倍を見込んでいるかと思います。
そこでは平滑Cが大きめになり、負荷の電圧変動曲線はゆるやかな下に凸のカーブとなります。

この時代になると、ブリーダー抵抗の役割は半減してしまい、電断したあとの大容量の平滑キャパシタにチャージされている直流を逃すことが、この抵抗の最低限必要な目的になります。

したがって、あとの時代になるほど、これに数mA程度しか流さないようなことになり、プレート電圧計を見ていると、電圧チャージが終了するまでに何十秒もかかることになります。

たいていは、この抵抗はいくつも直列に並べられた電解Cの電圧分割(電圧の均等化)の役目を担っています。電圧安定化のためのブリーダーというより、むしろこちらが主たる目的になるのです。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: halhjb 投稿日:2007/05/28(Mon) 21:21 No.696  

那須次郎様、先ずもって有益なHP・掲示板の運用を感謝申し上げます。又今回の電源部の問題に対する貴重なアドバイス、有難うございます。
私も正直な所、電源回路に付きましては特に深く考えたことが無く、既存の回路を組んで何の疑問も持ちませんでした。この機会に、那須次郎さんの確認依頼を実行してみたいと考えるところです。
そこで1つお伺いしたいのですが、平滑チョーク+Cの並列共振周波数の件ですが、今回の様な場合、整流素子そして平滑回路を含め、1つのパラメータとして考えるべきではないでしょうか?・・そうすると必然的に整流回路のインピーダンスの違い(整流デバイスの違い)によりCの定数が変わってくる気がしますがいかがでしょうか・・・・

KWS-1様。お役に立てず申し訳ありません、私のS-1から早く電波が出せるように努力したい所存です。その節はどうか宜しくお願いいたします。
以上



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: 那須次郎 投稿日:2007/05/28(Mon) 21:56 No.697  

確かに、
平滑チョークとその負荷にぶらさがる平滑キャパシタ、そして負荷そのものと、これに電流を供給する整流回路の全体像をもって電源の姿とすべき、と私も思います。

電源に詳しい方のコメントをお願いしたい、と感じます。

さて、Henryのアンプに詳しい RF Inquiry社の石河さんにこの件についてご教示いただいたので紹介します。

近い過去の製品では、私の手許にある資料の数値とは若干異なるものになっているようです。

> ところで私の知識など、あてになるような物ではございません。
> 推測と経験で知り得た程度のものですが、
>
> HENRYの3Kや5K以降の回路では、チョークインプットの共振
> 周波数が、商用電源の周波数の2倍になるようになっています。
> 50Hz/=0.3uF、60Hz/0.2uFで、Lが8Hですから、それぞれ
> 125Hz(60X2)と102Hz(50X2)になります。
> この共振がされている状態では、トランスのAC出力電圧の約
> 1倍のDC出力電圧が得られています。文献では0.9倍となって
> いますが、もっと高く出てきます。
> そしてご存知のように、ブリーダで少し高い電流を流してやら
> ないとDC電圧が落ちきりません。
> 私の経験では、40-45mA位がその界で、46mA流すと落ち切
> った記憶があります。これはDC出力電圧でのE/R値です。
>
> また、共振がずれると、ほとんど1.4倍近くに電圧が跳ね上が
> ります。50Hz仕様を60Hz地区で使用した場合よりも、60Hz
> 仕様を50Hz地区で使用した時のほうが、跳ね上がりが大きか
> ったような記憶があります。

・・目から鱗、でした。 TNX!



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: KWS-1 投稿日:2007/05/29(Tue) 01:09 No.698  

那須次郎さん、hjlhjbさん、幅広い見識ありがとうございます。
勉強不足で良く分からないのですが、下記のタイトルで並列共振回路の動作説明について記載されています。

Input Choke & Resonant Choke Power Supplies
for RF Linear Amplifiers

http://www.qsl.net/i0jx/supply.html

電流によって、インピーダンスを変えるように動作させているようです。そもそも、その効用が理解できませんし、電源周波数の2−3倍に共振させている理由について記載されているようですが、読み込めていません。時間を掛けて熟読したいと思っています。かなり難しい話になりそうですが、勉強させて頂きたいと思います。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: JA4ACQ 投稿日:2007/05/29(Tue) 22:08 No.699  

> 初めまして!所有しているS1のPLATE電圧なのですが、PLATE電流が流れ出すと、PLATE電圧が2200Vから1700V程度にドロップします。電源は200VAC から115VACに落として使用しております。TUBEは新品を使用しても同様で、同調もしっかりと取った状態でして、どのバンドの変化ありません。入力電源の電圧降下は約1VAC程度ですが、PLATE電圧の500VDCもの電圧降下は異常かと思っています。平滑はチョークとコンデンサーの併用タイプですが、点検の結果いずれも異常ないようです。整流はシリコンダイオードを使用しています。何が原因がわからない状態です。ヒントを頂ければ幸いです。

初めて投稿させていただきます。
KWS−1のプレート電圧の変動についての考察です。
ズバリチョークコイルと並列に接続されているコンデンサの容量が大きすぎるのです。
チョークコイルとコンデンサは、並列共振回路を形成しています。
共振周波数は共振回路の基本波周波数(60Hz地域では、単相ブリッジまたは両波整流回路の場合120Hz、3相半波の場合には180Hz 3相全波では360Hz)に対してインダクティブになるようにします。ご存じのように並列共振回路は、共振周波数では純抵抗、少し高い周波数では無限大キャパシティブ 低い周波数では無限大インダクティブになります。共振周波数を中心にして+無限大、−無限大から離れるに従って小さくなります。
この現象を利用すれば、チョークコイルのインダクタンスを見かけ上、ほぼ無限大インダクタンスとさせることが出来ます。
チョークインプット整流回路に於いて、チョークインプットとして動作させるのに必要な最低インダクタンスを臨界インダクタンスといいます。
これは整流器の電流が間欠電流にならない最低インダクタンスです。
臨界インダクタンスは、負荷電流が多いほど(負荷抵抗が小さいほど)少なくなります。
臨界インダクタンス未満では、回路はチョークインプット動作からコンデンサインプット動作に変化して、出力電圧が急上昇します。
KWS−1の場合を計算してみます。
2250Vを両波整流すればチョークインプットでは、出力電圧は2250*0.9=2025Vです。トランスの端子にはこの電圧が書いてあります。コンデンサインプットになると、最大で2250*1.4=3150Vになります。
実際にはブリーダーに常時流れる電流により、チョークインプットとコンデンサインプットの間の電圧になります。
スタンバイ時のブリーダー電流を少なくしても、無負荷電圧の急上昇を避けたいなら、大きなインダクタンスが必要になります。
大きなインダクタンスのチョークコイルは高価なので、比較的安価なコンデンサと共振させて等価的に大きなインダクタンスと見なせるようにしているわけです。
この場合の重要な注意点は、共振周波数は回路に入力される電源周波数に対して、絶対にキャパシティブになってはならない、と言うことです。いいかえると共振するコンデンサ容量より、数パーセント小さくすることです。50Hz地域と60Hz地域では、共振コンデンサの容量を変えることが必須です。
ご質問の場合は、おそらく50Hz地域で使われていたリグを60Hz地域にQSYしたけれど、コンデンサは交換していないということでしょう。
数式とグラフを書けば直ぐ理解出来ますが、文章では大変分かりにくいと思います。
乱文失礼しました。 JA4ACQ



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: KWS-1 投稿日:2007/05/30(Wed) 01:38 No.700  

那須次郎さん、JA4ACQさん、興味深い考察ありがとうございます。とは云いましても、完全に理解できていませんが、わかりやすい説明でなんとなく分かりだしています。S-1は東京で使用していますので、50HZです。共振周波数は100HZになるかと思います。北米に作られたS-1は60HZ仕様ですので、東京で使用するS-1は無限大インダクティブになっている理解になるかと思います。よって、キャパシティブにはなっていないことになります。インダクティブになっている状態で負荷を与えた状態で電圧降下を小さくするには、共振コンデンサを大きくする必要があるという理解で宜しいでしょうか?勉強し直せばいいのですが、お教え頂ければ助かります。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: 那須次郎 投稿日:2007/05/30(Wed) 03:53 No.701  

KWS-1さん、共振周波数を下げるのはコンデンサ容量を増やす、その通りです。しかし貴殿の送信機では、本来が2倍には設定されていないようです。(No.695で記述の通り)

さて、KWS-1送信機のデザインをもとにしてその後年に生産されたリニアアンプ30S-1や、(石河さんのお手紙に見られるように)後年のHenryのアンプなどでは、この共振周波数は電源周波数の2倍、すなわち約120Hzになっています。

JA4ACQさん、これまた目からウロコが落ちるコメントをいただき有り難うございます。実際の回路で、使用されている部品で正確な共振周波数が出せれば(それが難しいわけですが)、理想の共振チョーク入力の平滑回路になる、というわけですね。

KWS-1さんが上記でお示しになられた、イタリア版ナスジロウ(!)の記述にはその部分(共振周波数を少し高く設定するように)は書いてありませんが、現実にはチョークトランスに電流が流れるとインダクタンスは若干減少します。したがって共振周波数は高いほうへ移動します。
しかし現実には、それほど正確に共振周波数を設定するのは大変なことです。この目的には、上記HPに説明があるように、小さい容量の高圧オイル封入コンデンサなどを実験的に追加増減してやって、一番小さい負荷電流のときに一番低い電圧がでてくるようにする、ということになるのでしょう。

そのうえ、並列共振周波数で発生する高圧は相当なものですね。しかも負荷電流の急峻な変動によっても、チョークの両端にはパルス状の高電圧が発生するので厄介です。

負荷電流の変化によりチョーク・トランスのインダクタンスの変化が大きくなるように製作された製品もあり、スイギング・チョーク(swinging choke)といいます。これを使用すれば、同等の負荷電流でもさらに大幅にインダクタスが減少します。それによって、電源回路で生じる電圧低下自体を補正する方向に動作させることができます。

ということで、共振チョークトランスのおおまかな原理についての話は出そろったと思うのですが、さて、最初に書いた疑問、古い時代の送信機、KWS-1や204Hなどでは、なぜ共振周波数が2倍ではなく3倍なのか?

水銀整流管やキセノン整流管では、あるいはブリッジ整流ではなく、巻き線2つの両波整流では、リップルに3倍の成分が多いのでしょうか??? (しかし30S-1では2倍に設定しています。)

・・・これについては、まだ理解できませんでした。使用されているチョークトランスによる違い(swinging choke?)なのかもしれませんが、この点はいかがでしょうか。

あるいは単に、整流管のフィラメント・トランスやチョークそのものの耐電圧の問題で、2倍のリップル周波数そのものに共振させると大変だ、という程度のことなのでしょうか・・?? 

半世紀も前のこの設計変更を説明していただける方はいらっしゃるでしょうか。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: JA4ACQ 投稿日:2007/05/30(Wed) 07:55 No.702  

チョークコイルのレアショートが一番怪しいですね。
考えられる原因は以下の3通りです。

1.チョークのインダクタンスが小さくなった。
2.コンデンサの容量が共振周波数よりわずかに大きくなった。
3.コンデンサの容量大幅に少なくなった。

1.の場合について考察してみます。
チョークコイルのレアショートでインダクタンスが小さくなった可能性があります。
アメリカ製のトランス類は湿気による絶縁不良が多くチョ−クコイルの事故も結構多いです。

KWS−1の整流管用フィラメントトランスが絶縁不良になったので取り外して振ってみたら、中から水がしたたり落ちた事があります。
チョークコイルの両端には、過度的に高電圧が発生しますから、大型チョークには放電ギャップを設けてあります。
KWS−1には付いていませんので破損の確率は大きいです。
電源投入時には、2000V+過度電圧がチョークコイルの両端に加わりますから弱った絶縁が破れる可能性は大です。

スイングチョークには直流を流した状態でインダクタンスを計らないと、大きなインダクタンスが計測されて正常と判断されることがあるのでご注意ください。
正常品と交換してみるのが一番簡単です。

2.と3.についてです。

コンデンサは容量計で計るのも良いですが、新品と交換してみるのが簡単です。

補足
チョークインプット回路の共振周波数は、部品のばらつきを考慮して決めていると思います。
流す直流によって大幅にインダクタンスが変化するスイングチョークと共振させるのですから、十分余裕を見る必要があります。
普通は最小の直流電流時に於いて、インダクティブになるように設計すればよいと思います。

まづ Cが無い状態では、チョークの実際のインダクタンスだけが働きます。
Cを並列に入れて容量を増やしていくと、等価インダクタンスは徐々に増加していきます。
共振周波数にちかづくと、等価インダクタンスは急上昇します。
このときが理想的な状態です。
少しでも共振周波数を通り過ぎると、等価インダクタンスはゼロになり逆に無限大の等価容量が入った回路と見なせる状態になります。
さらに容量を増加させると等価容量は徐徐に小さくなります。
これは並列共振回路のリアクタンスグラフを見れば直ぐわかります。
共振周波数を中心に、回路は+jから−jに急反転するわけです。

私はこのように理解していますが文章にするのは難しいです。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: KWS-1 投稿日:2007/05/31(Thu) 00:26 No.703  

那須次郎さん、JA4ACQさん、わかりやすい説明感謝しております。

下記のタイトルで516F-2(KWM-2Aや32S-3用の電源)の並列共振回路についてのやり取りが記載されています。

516F-2 POWER SUPPLY RESONANT CKT
http://www.listserve.com/archives/collins/2005-06/msg00422.html

DID A LITTLE EXPERIMENTING WITH THE .O5 RESONATING CAP ACROSS THE 8HY CHOKE WITH THE BUDSTER. BUD HAS LONG OBSERVED THAT SOME 516F-2 SUPPLYS EXHIBIT HIGH NO LOAD VOLTAGE,POOR REGULATION AND HIGH RIPPLE.

INCREASING THE .O5 CAP TO .15 TO .22 UFDS IMPROVES THE REGULATION, REDUCES THE RIPPLE AND BRINGS DOWN THE NO LOAD VOLTAGE.

オリジナルは0,05uFと8Hですが、CAPACITORを0.15uF若しくは0.22uFに増やすと、リプルが減少するとともに、無負荷時の電圧を下げることが出来、レギュレーションが改善すると・・・

516F-2のマニュアルを見ると、周波数は60Hz以上の時は、オリジナルの0.05uFを外して使用することとの記載がありました。この内容からすると、逆に周波数が低いときは容量を増やす必要があることを意味しているようです。

KWS-1も上記の記事と同様に0.20若しくは0.22uFに変更してみると、いい結果が出そうです。

CHOKEは直流で計測できるものがありませんので、電流が流れているときにちゃんと8Hあるかは不確かですが、抵抗で計ると規格は55オームのところが60オームありました。減少しているのではあれば、劣化が考えられますが、多いので、レアーショートは考えられないのではないかと思っております。

電源回路一つでもこんなに奥が深いとは・・・



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: 那須次郎 投稿日:2007/06/02(Sat) 03:36 No.704  

KWS-1さん、上記の書き込みの主旨からすれば、もしキャパシタを増やして50Hzの2倍に共振させるというなら、8Hのチョークには 0.32μF でしょう。(0.3μFで充分ですが)

しかし上に書いた通りで、共振しているときのキャパシタ両端に発生する高圧はバカになりません。両波リップルだと計算値はどうなるのでしょうか?

この話の成り行きで、重箱p.72のような直列抵抗を挿入してQダンプ(もともとの目的はサージ吸収)をはかる必要がでてくるのかもしれません(が、根拠なし)。

いずれにしても、感電しないよう気をつけて実験なさってください!



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: KWS-1 投稿日:2007/06/03(Sun) 00:12 No.707  

那須次郎さんのアドバイス通りにJUST 0.32μF(4800VDC耐圧)のキャパシタを挿入し、100Hzに共振させましたところ、トランスの2次タップ2000VAC にて受信時、2800VDC→2400VDC送信となり、送信アイドル時は殆ど変わらず、2200VDC→2150VDCとなりました。0.9倍の計算からすると、完全に共振しているとは云いがたいところですが、コンダクティブで動作はしているようです。リップルはどのくらいに軽減できたかは計測できておりませんが・・・

また、115VAC×2回路(230VAC)のトランス(2.5KVA)を入手しましたので、送信時の電圧降下が軽減するかを確認したいと思います。

何とか、改善の方向に向かっております。いろいろとアドバイスありがとうございました。感電はしないように充分気をつけたいと思います。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: 那須次郎 投稿日:2007/06/03(Sun) 13:36 No.708  

KWS-1さん、
> 送信アイドル時は殆ど変わらず、2200VDC→2150VDC
随分安定になったようで、何よりでした。

高圧整流にシリコン整流器をお使いですから、整流管の場合と違って、電源投入時の突入電流が問題になります。一気に高圧が投入されるときのチョークの端子間に発生する起電力も気になります。
チョークよりも整流器側にサージ吸収用の抵抗とキャパシタの直列回路を入れることがあるのはそのためです。もっとも電源1次側にサージ吸収回路(直列抵抗)を入れる、あるいは「ゼロ・クロス」でACがONになる半導体スイッチが使用されていれば問題は少ないと思います。

あとから書くのも気が引けますが、チョークの共振周波数はドンピシャ2倍ではなくても、その少し上、つまりインピーダンス曲線上で十分インダクティブになっている範囲であれば済むのではないかな・・と
皆さんのコメントを読みつつ、思い始めているところです。
チョークは直流抵抗値も高く、Qはそう高く上がらないでしょうから。

ところで、

リニアアンプや送信機の高圧電源とSSB音声の低域周波数特性について、どなたか実験なさったかたはおいででしょうか?

あまりに低い周波数を送信すると、電源の過渡特性が追従できなかった、などという話は、ありますか? 

(送信機自体が歪む、というのは別な話です。低域を出せば、その高調波成分が本来の音声通過帯域内にでてくる確立が高くなりますから、歪む装置では歪みが増加してもアタリマエ、ですから。)

通常の400Hzあたりよりも低い帯域で何か問題が生じるかと思って、数Hzから数百Hzあたりまでを見たことがありましたが、私の実験では何らの問題は発生しませんでした。

フィルタタイプのSSB送信機ではそんなに低域まで発生させることはできませんので、私は送信機2台で発生させたCWを合成してツートーン試験で実施しました。ゼロ・ビートから周波数を変化させていって、IMDや通過帯域内の歪みなどを観察しました。

むしろこの問題では、電源の過渡特性が問題になるのでしょうけれど、その点についての詳細は観測できませんでした。少なくとも、送信開始時に一瞬スプラッタが多く出る、とか歪む、ということはありませんでしたし、たとえばチョーク入力平滑回路の平滑キャパシタを3倍くらいに増大させても、低い周波数を送信するとき(上記)のIMD特性が良くなったということはありませんでした。

平滑Cを大きくして感じたことがひとつ、SSBの歯切れの良さが少し減った、フワフワした音になったかな、という印象がありました。
これは明らかに、過渡特性の違いなのでしょうけれど。

やたらに平滑Cを大きくしてもメリットがない、用途によってちょうどいい値がある、ということかもしれません。

メリハリが良いSSBというのは、このあたりに秘訣があるのかもしれません。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: KWS-1 投稿日:2007/06/05(Tue) 01:28 No.709  

那須次郎さん、製作して頂いた115VAC×2回路(2.5KVA)のトランスですが、無負荷の状態で突入電流のせいかと思いますが、メインブレーカーが瞬時に落ち困っております。整流器側にサージ吸収用の抵抗とキャパシタの直列回路や半導体スイッチ件ですが、どのような定数や型番が使えるでしょうか?一般的にはパワーサーミスタや抵抗を入れて、遅延後にショートする回路が活用されているようですが・・・お教え頂ければ助かります。

チョークの共振周波数については、上記の症状が回復した後に実験してみたいと思います。また、報告させて頂きます。

リニアアンプや送信機の高圧電源とSSB音声の低域周波数特性については、一般的には容量を増やすと、低音が豊かになると良く耳にします。KWS-1はチョークの共振周波数の後に、8uF のコンデンサーが入っておりますが、この容量を増減させたことがありません。どなたか、定量的に実験された方のレポートを期待したいと思います。



Re: COLLINS KWS-1のPLATE電圧について投稿者: 那須次郎 投稿日:2007/06/07(Thu) 02:55 No.710  

> 無負荷の状態で突入電流のせいかと思いますが、

KWS-1さん、簡単なのは、製作されたトランスの一次側にサージ吸収用の抵抗を入れて、遅延後にショートする回路が一番ですね。

遅延時間は高圧電源ではトランスに流れるサージに対してなら1秒もいらないでしょうが、私はできるだけゆっくり、1秒とか2秒とか、遅延を持たせています。
理由は、トランスが唸らないため、平滑キャパシタやシリコン整流器の保護だけでなく、高圧回路に入っているセラミックCの保護(これは圧電素子でしょう、高圧でたたくと歪み、そのうちひび割れます)や、負荷回路、アンテナ回路に瞬時にチャージされて放電するのを嫌っているためです。
(このような部分までは、ゼロクロスの半導体リレーのみでは改善されないかもしれないのですが、経験のある方、いかがでしょうか。)

方法は、タイマーリレーを使用するとか、タイマーかコンパレータなどの自作の遅延回路で制御すればよいと思います。要は、DCを大容量のキャパシタにチャージさせて、これでDCリレーを駆動するときにはリレーがチャタを起こさないことです。

一次側に挿入する抵抗は負荷により選択しますが、抵抗値は数Ω以上、数十Ωでしょう。高圧メーター指示を見て、電源投入時にトン、トンと2段に電圧が上昇するのが見えるくらいです。
コリンズ30S−1に代表されるUSリニアアンプでの抵抗値および遅延時間は、それでもいいのでしょうが、私は上記の理由から小さ過ぎる、と考えています。
業務用とちがって、アマチュア用では日に何度も電源をオン・オフするため、このときに回路の故障が生じるリスクが高くなります。

理想的には、一次側ラインの両方に抵抗が挿入されるようにすることです。

熱的には大きなワッテージは不要と思われがちです。が、一瞬の衝撃でホーロー抵抗などは皮膜が割れてしまいますから、大きめのものがよいと思います。あまり厳密な値でなくても良いので、ジャンク屋さんなどにある50Wとか100Wくらいの値のものを拾ってくると安上がりです。

都内の某商店に、安価な2秒タイマーがもう何年も売れずに残っています。巻線はDC24V仕様。新品は高額です。
このようなディレー・リレーなどでパワーリレーを制御して、抵抗をショートします。

蛇足ですが、DCリレーの巻線にも逆起電力防止のダイオードを入れてください! 
直熱真空管フィラメント電源では、もっとゆっくり電圧をかけてください。最初の段階では規定の30%〜までにして下さい。

さて、
高圧電源とSSB音声の低域周波数特性について、平滑回路のキャパシタの容量を増やすと低音が豊かになる、とおっしゃるかたがよくいるのですが、どういう装置で何をなさってそう言う結論になるのか、ぜひ知りたいと思います。(もともとがオソマツな電源なのではイケマセン。)

本当に低音がブーストされるのか(それはなぜか?)と、低音領域で歪むのがブーストされているだけではないのかを聞き分けられるか、これは試験者および判定に使用する受信機などの装置に必須の最低条件です。

このとき、もとの状態では低音領域の歪みがどうなのか、変化するのか(もし歪んでいるのであれば改善するのか)についてもレポートしてほしいものです。
ボコボコと低音まで送信している多くの方の、音のクオリティのまずさには、本当に辟易します。

このテストのために、高圧回路の平滑キャパシタを切り替えるには、リレー接点間でアーク放電を起こさない大型のもの(あるいは真空リレー)を使用して、テストするキャパシタを追加します。このとき、最初のONで大きなチャージ電流が流れるのを防止するには、リレー接点間に数M〜10MΩくらいの高抵抗を入れておく方法があります。
これで瞬時に平滑キャパシタの定数を切り替えて、繰り返し実験することです。

安全のために、浮遊容量でリレー巻線回路に高圧が乗っていないことを確認してください!(巻線の片側は必ずアースしておく、など)
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このプログラムは KENT 氏の yybbs を xoops(PHP) に移植したものです
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