直列に電流制限抵抗を入れると・・・（トランス）

質問

１次側がＡＣ１００Ｖで、２次側が７００Ｖ－４００Ｖ－０Ｖ、１Ａのトランスを使おうとしています。

２次側を整流して約ＤＣ１０００Ｖにし、負荷として１５０μＦのオイルコンデンサを接続して充電していこうと考えています。

電圧値を自分で調整できるようにするため、充電電圧が徐々に上がっていくようにしたいと思い、それなら電流を制限する必要があると考えました。

他の方の投稿で、「直列に抵抗を入れるのは良くない」という回答を見かけたのですが、こういう場合、他に何か良い方法などはありますでしょうか？

また、せめてトランスが焼けないように、１Ａ以上の電流は流れないようにしたいのですが、この場合も何か良い方法はありますでしょうか？
「ヒューズをいれる」など、部品を交換しなくてはいけないような方法ではキリがありませんので。。

あえて直列に抵抗を入れようとした場合、どこに（１次側？２次側？）何Ωの抵抗を入れれば良いでしょうか？

単純に考えますと、２次側の整流後に直列に、ＤＣ１０００Ｖで１Ａ以下なので１ｋΩ以上（１ｋＷ以上）かなと・・。

それと、トランスとは、１次側と２次側の電力消費は等しいのですよね？（不安です）
だとすると、２次側でＡＣ７００Ｖ、１Ａ以下なら、１次側ではＡＣ１００Ｖで７Ａ以下（これも不安です）、なので抵抗は１次側に直列に約２０Ω（７００Ｗ以上）をいれれば、トランスが焼けないような電流制限が出来ると思ったのですが、いかがでしょうか？？
ただ、自分で書いていて抵抗のＷが大きすぎると思ってきましたので、何も１Ａにこだわらず、抵抗を倍以上にして電流を減らしても良いのかも・・・と思えてきました。。

抵抗を直列に入れることに関しては、１次側と２次側のどちらの方が良いのかも教えていただけると助かります。

ご指導・ご指摘、宜しくお願いします。

回答No.7

mtld · ベストアンサー

ＡＣ７００Ｖを整流しコンデンサーに充電しますと１ＫＶＤＣとなります、目的はコンデンサーに一時充電ですね

抵抗でリミッターは問題ありません　整流の後　コンデンサーの前に入れます　、１ＫΩでしたら１ＫＷとなります

１ＫＶ、１Ａで１５０μＦのコンデンサーに充電するには１ＫΩで最大時１ＫＷですが時定数は１５０msecで直ぐに充電されます、でもこの場合は脈流ですからもう少し掛かりますが

１ＫΩで１ＫＷあれば問題無しです　１ＫＷの消費は初期だけで徐々に下がって行き満充電でゼロＷになります
１ＫΩ、１ＫＷの抵抗器の入手が難しいなら充電時間が2倍で良ければ２ＫΩ、５００Ｗの抵抗器で良い訳です、１ＫＶですから　くれぐれも絶縁には気を付けて

トランスは、１次側と２次側の電力消費は等しいはずですが実際はロスがある為１次側から見て１０％位増えます　だからトランスが熱を帯びます　１次側ＡＣ１００Ｖは　７７０Ｗ位と見たら良いでしょう　
この使用法では電流が流れるのは充電時のみで徐々に下がり満充電時は流れません　それでも少しばかりロスがあります

リミッターをトランジスタかＦＥＴで作るには１ＫＶ、１Ａで最大時１ＫＷとなりますから入手が難しく高価です
可変にするには便利ですが

お礼

ご回答ありがとうございます。

＞ＡＣ７００Ｖを整流しコンデンサーに充電しますと１ＫＶＤＣとなります、目的はコンデンサーに一時充電ですね
　おっしゃる通りです。

＞抵抗でリミッターは問題ありません　整流の後　コンデンサーの前に入れます　、１ＫΩでしたら１ＫＷとなります
　ありがとうございます。そうします。

＞１ＫＶ、１Ａで１５０μＦのコンデンサーに充電するには１ＫΩで最大時１ＫＷですが時定数は１５０msecで直ぐに充電されます、でもこの場合は脈流ですからもう少し掛かりますが
　３０秒程度で１５０μＦのコンデンサに１０００Ｖを充電するために、抵抗値は２００ｋΩ程度（余裕を見て１０Ｗ程度）にしようかと思います。

＞１ＫＶですから　くれぐれも絶縁には気を付けて
　はい。以前に製作したときは、空気放電は乾いた空気で「１ｋＶ/ｍｍ」という資料があったので、念のために１０ｍｍは間隔を取れるようにしました。今回もそうします。（放電に電流値は関係無いですよね？）
コネクタも、ＭＩＬ規格の２Ｐコネクタで１５００Ｖ耐圧のものがあったので、それを使用します。

＞１次側ＡＣ１００Ｖは　７７０Ｗ位と見たら良いでしょう
　分かりました。ありがとうございます。

どうもありがとうございました。

回答No.9

mii-japan

＞２次側の電圧を可変するのではなく、充電電圧を可変（任意の充電電圧値に）したいということです

これが2次側の電圧を可変にするのと同じことだと思いますが

＞例えば「３００Ｖ充電したい」と思ったときに、徐々に充電電圧が上がっていくようにすれば便利だと思い

300Vを充電する→直流電圧300Vで充電です

ますます、変圧器の1次側をスライダック等で可変にする必要があります
抵抗は充電時間を考慮して適正な抵抗値を選び、電流から容量（W）を計算し充分余裕のあるものを選定します

既存の変圧器を使用するのならば、過大な設備ですから余分な電流が流れないように、1次側に0.5～1Aのフューズを入れるのが良いでしょう(二次側にも0.1A程度の即断フューズ）
さらに、関係者以外が触れる事のできないように囲いをすることも必要です
電気設備の保安基準等を熟知することも必要です

くれぐれも、高電圧の危険に留意して、指導教官に相談して実験を行ってください
1000Vで充電された150μFのコンデンサで感電すれば死亡事故になります
放電の火花で火傷・失明の危険もあります
何度も実験を行っているからと、甘く見るのは危険です

労働の場合、特別教育を受けたもの以外、触れてはいけない領分であることを充分自覚ください

回答No.8

tetsumyi

denzisyakuさんは１５０μＦのオイルコンデンサにだけ充電しようと言うのではないでしょう？
これである程度平滑して非常用バッテリーなどを充電するシステムを設置する仕事をしておられると理解しました。
ですから電流制限の抵抗やトランジスタに1000Vが掛かる訳ではないと思います。
非常時にまともに電圧が掛かることがあるので質問の内容の計算をしてるのでしょう。
確かに、このコミュニティで相談するような内容ではなくて
専門的技術者として社内テストで検証すべきだと思いますが良い案を探してみるのは悪いことではありません。
仕事でしょうから、当然denzisyakuさんが決定し全責任を負うことになります。

お礼

ご回答どうもありがとうございます。

＞denzisyakuさんは１５０μＦのオイルコンデンサにだけ充電しようと言うのではないでしょう？
これである程度平滑して非常用バッテリーなどを充電するシステムを設置する仕事をしておられると理解しました。

　すいません。まだ学生です。再来年から働く予定です。
「非常用バッテリーなどを充電する」というのは良く分かりませんが、私は１５０μＦのオイルコンデンサにだけ充電をし、そのあと負荷に放電をしようとしています。

＞電流制限の抵抗やトランジスタに1000Vが掛かる訳ではないと思います。
　トランジスタは使いませんが、抵抗には１０００Ｖがかかると思います。

＞仕事でしょうから、当然denzisyakuさんが決定し全責任を負うことになります。
　学生ですが、責任はありますので安易に決定はしません。最終決定は教授が行います。
ただ、自分でいろいろと調べてみたかったので、この場をお借りして自分の考えに対して専門的な方のご意見を聞く事が出来ればと思い、投稿しました。

どうもありがとうございました。

回答No.6

mii-japan

NO.3です

質問者の意図は何ですか、２次側の電圧を可変したい　と書いてあったのですが、それとは違うのですか

スライダックは、通常入力100Vで出力0V～120V程度を1～2Vステップで可変できます

回路に抵抗を入れるのは、電流制限等安全に関することに限定すべきです（＃４の回答の様に）
一次側に電圧調整の抵抗を入れようとするような発想自体、基本から外れています（直流回路と交流回路、電源回路の基本から再学習が必要と感じます）

今のまま進めると、他の回答の様に、重大事故を引き起こす危険が目に見えています
600V以上で100mA流せれば、死亡事故を起こす要件はそろっています

150μF程度のコンデンサの充電ならば10mA程度の電源で行うべきです

高圧電気を扱うには　無神経すぎます

お礼

ご回答ありがとうございます。

＞２次側の電圧を可変したい　と書いてあったのですが、それとは違うのですか
　説明不足で申し訳ありません。
２次側の電圧を可変するのではなく、充電電圧を可変（任意の充電電圧値に）したいということです。

ＤＣ１０００Ｖで１０ｋΩの抵抗をつけると、１.５秒で充電してしまいますが、例えば「３００Ｖ充電したい」と思ったときに、徐々に充電電圧が上がっていくようにすれば便利だと思い、「電流を制限するために抵抗をつけるのは」という投稿をしました。

＞150μF程度のコンデンサの充電ならば10mA程度の電源で行うべきです
　電源（トランス）がＤＣ１０００Ｖ・１Ａ仕様のものを使おうと考えており、そのためにコンデンサと直列に抵抗をいれれば良いはずと思いました。

＞一次側に電圧調整の抵抗を入れようとするような発想自体、基本から外れています
　基本に無いので調べようが無く、「では実際に入れたら流れる電流はどうなるのか」という意味の質問でした。

＞質問者の意図は何ですか
　Ｎｏ．７の方のご回答とそのお礼のやり取りをご覧いただければ幸いです。

回答No.5

otto0001otto

１Ａの電流を抵抗でどうこうしようと
考える方が
１０００Ｖを扱うことは大変危険です。
すぐにでも中止してください。

お礼

ご回答ありがとうございます。

＞１Ａの電流を抵抗でどうこうしようと
考える方が
１０００Ｖを扱うことは大変危険です。
すぐにでも中止してください。

ＤＣ１０００Ｖというのは以前から何度も使っているのですが、トランスの容量は１００ｍＡでした。
今回は容量が１Ａなのですが、原理的には特に変わりは無いと思っています。
前回も２次側に直列に抵抗を入れることで電流は制限（充電時間を調整）できたのですが、だったら１次側に抵抗をいれてはどうかと思い、投稿させていただきました。

そもそも、２次側にＤＣ１０００Ｖは必要なのですが、１Ａを流す必要が無いので（３００ｍＡ程度で十分）、抵抗にて制限したいと考えました。
ただ、制限といってもおおまかでいいので、抵抗をいれれば済むかと考えました。

ご意見をお願い致します。

回答No.4

ytrewq

今回はどのような用途かわかりませんが、普通、電源はなるべく内部抵抗を低くすることが求められます。
内部抵抗の大きな電源は電圧の変動が大きく、非常に使いづらいものになります。
DC1000Vを得るとのことですが、恐らく１Ａの電流を流すと、電圧はドロップし、リップルも多くなると思います。１次側に直列に抵抗を入れるとさらに状況は酷くなります。

お礼

ご回答どうもありがとうございます。

＞電源はなるべく内部抵抗を低くすることが求められます。
　無知ですいません。。内部抵抗を低くしなければならないというのは、つまり私の考えだとどこが問題だということでしょうか・・・？？
「１次側に直列に抵抗をいれること」でしょうか？？

＞DC1000Vを得るとのことですが、恐らく１Ａの電流を流すと、電圧はドロップし、リップルも多くなると思います。
　２次側にＤＣ１０００Ｖは必要なのですが、１Ａもの電流はいらないので、その電流を制限（例えば１００ｍＡや３００ｍＡなど）出来ればと思っています。
なので、２次側のコンデンサに直列に抵抗をいれ、ＤＣ１０００Ｖで例えば１００ｍＡとなるよう、１０ｋΩ（１００Ｗ）の抵抗を入れてみるのはどうか・・・と考えたのですが。。

ご意見を宜しくお願いします。

回答No.3

mii-japan

1次側にスライダックを入れて、1次側の電圧を任意に設定できるようにするのが確実です

2次側はコンデンサ入力で全波整流すれば交流実効値の1.4倍の直流が得られます

お礼

ご回答どうもありがとうございます。

＞1次側にスライダックを入れて、1次側の電圧を任意に設定できるようにするのが確実です
　説明不足で申し訳ありません。
２次側にＤＣ１０００Ｖが必要なので、１次側の電圧を下げてしまうと、ＤＣ１０００Ｖは取れないですよね。。
単にＤＣ１０００Ｖで電流値を制限（設定ではなく、おおまかに）したいので、負荷としてコンデンサと直列に抵抗をいれれば、ＤＣ１０００Ｖとその抵抗値で決まる電流に制限出来ると思ったのですが、いかがでしょうか？？

例えばＤＣ１０００Ｖで１００ｍＡを流したいのなら、コンデンサと直列に１０ｋΩ（１００Ｗ）をいれればいいと思ったのですが、間違っていますでしょうか？？

＞2次側はコンデンサ入力で全波整流すれば交流実効値の1.4倍の直流が得られます
　つまり、ＡＣ７００Ｖを整流すると約ＤＣ１０００Ｖということで合っていますでしょうか？？
また、ダイオードブリッジで全波整流し、そのあとにコンデンサで平滑しますが、どうせコンデンサに充電してその後で放電するなら、この充電コンデンサを平滑に使ってしまえばいいと考え、ダイオードからオイルコンデンサに接続しようとしています。（当たり前ですか・・・？）
その後、水銀リレーでトランスから切り、コンデンサに接続した負荷にサイリスタなどで放電させようとしています。

ご意見を宜しくお願いします。

回答No.2

tetsumyi

ＤＣ１０００Ｖ、１Ａとは一般的な部品としては入手が難しいと思います。
電流制限ですから手動では人的ミスで必ず事故が発生します。
きちんとした電流制限回路を入れる必要があると思います。
トランジスタを使った簡単な定電流回路を入れてやれば良いと思います。

問題はこの電圧と消費電力に耐えるトランジスタを入手することですが
最近フォークリフトは大型トランジスタを使った大出力インバータ制御を使っています。
電流５００Aを流すことができるような物ですから耐電圧も高いと思います。（確認が必要）
トヨタフォークリフトなどに行けば修理用として大抵在庫を持っています。
通常は１０００Vが掛かる訳ではないので放熱を十分考えれば問題ないはずです。
もちろんショートした時のためにヒューズ等を併用することは必要でしょう。

お礼

ご回答どうもありがとうございます。

＞きちんとした電流制限回路を入れる必要があると思います。
トランジスタを使った簡単な定電流回路を入れてやれば良いと思います。
　・・・はい、それを考えていたのですが、おっしゃるとおりトランジスタが見つからなくて。。

＞最近フォークリフトは大型トランジスタを使った大出力インバータ制御を使っています。
・・・なるほど、フォークリフトに使われているのですか・・・
少し調べてみます。どうもありがとうございました。

回答No.1

angkor_h

回答/アドバイスではなく申し訳有りませんが…

先ず、2次側は別巻き線ですか?　400Vはタップですか?
　700Vrmsの整流で1000Vは得られるんでしたっけ?

負荷がコンデンサと言うのが理解できませんが、何をされるのでしょうか?
　コンデンサを1000Vに充電して、それを外して、充電されたコンデンサを他の用途に使うのでしょうか?

電圧を自分で調整とは、2次側整流電圧の調整ですか?
　普通なら、スライダックトランスで、手動調整でしょう。でなければ、高度な電子回路が必要でしょう。

電流制限では電圧調整になりません。
徐々に充電するのであれば、抵抗を入れて時定数で、時間をかけて充電、という考え方です。
たとえば、1kオームの抵抗を入れれば、時定数=150msで70％充電できることになります。初期電流は1Aに制限されます。
しかし、抵抗器の許容電力が100W～1000W必要です。でないと焼けてしまいます。
それよりも、こんな大電力は危険です。

「１Ａ以上の電流は流れないようにしたいのですが」
電流制限回路が必要ですが、高圧であり、大電力であり、また整流出力と負荷電圧の差分が殆ど無いので、高度な電子回路が必要です。と言うより、現実的に電流コントロールは無理です。商用であればやり方はいくらでもありますが。
　一番簡単なのはブレーカを入れることですが、これは電流コントロールでは無く、流れるか流れないかの環境になります。

#とにかく、1000V1Aもの電気回路の扱い方を、こんなところ(失礼!)に問い合わせて解決しようとするのは、飲酒運転(持ってはいけない自信)ほどの危険さであると思います。

失礼しました　<m(__)m>

補足

ご回答どうもありがとうございます。

＞先ず、2次側は別巻き線ですか?　400Vはタップですか?
　700Vrmsの整流で1000Vは得られるんでしたっけ?
別巻き線で、４００Ｖはセンタータップです。
ＡＣ７００Ｖの全波整流で、１.４倍の約ＤＣ１０００Ｖが得られると思っていたのですが、もしかして間違っていますか？？

＞負荷がコンデンサと言うのが理解できませんが、何をされるのでしょうか?コンデンサを1000Vに充電して、それを外して、充電されたコンデンサを他の用途に使うのでしょうか?
はい、パルス電圧が必要なので、水銀リレーで切り離し、サイリスタで放電させようと思っています。

＞電圧を自分で調整とは、2次側整流電圧の調整ですか?普通なら、スライダックトランスで、手動調整でしょう。でなければ、高度な電子回路が必要でしょう。
コンデンサの充電電圧のことです。トランス１次側に電圧をかけている間はコンデンサに充電していきますので、モーメンタリスイッチを押して任意の電圧値で充電をとめたい、ということです。
電流が大きいと、瞬時に充電してしまうので、放電するのを待つしかなくなってしまいます。

＞現実的に電流コントロールは無理です。商用であればやり方はいくらでもありますが。
すいません。「商用であればやり方はいくらでもありますが」、というのが分かりません。
実現は無理でも、少し具体的に教えていただけるとありがたいのですが。。

＞#とにかく、1000V1Aもの電気回路の扱い方を、こんなところ(失礼!)に問い合わせて解決しようとするのは、飲酒運転(持ってはいけない自信)ほどの危険さであると思います。
スペシャリストの方や、経験者の方がいらしたらいいなと思い、投稿させていただきました。
パルス用電源で出力１０００Ｖというのは、そんなに無理な仕様では無いですので。。