コンデンサのリップル電流の計算方法について

質問

(1)整流器のメンテナンス、定期点検を行う部署に配属されたのですが、部署が立ち上がったばかりで過去データなど一切なく手探りの状態です。

(2)整流器本体を自社修理とすることで予算削減を狙ったものですが、販売会社との契約かは知りませんが、整流器の内部に関する情報は業者に確認できない状態です。

(3)電気の経験（高校電気科ですが10年以上無関係の業務）は無いに等しいです。

ブリッジ回路を通し全波整流？半波整流？をされたものが、平滑回路として組まれているコンデンサに入ります。このコンデンサに負荷がかかり故障しやすいかも？と経験者の方が言っています。

そこでコンデンサを交換すると仮定した場合の話になります。
現状使っているものは松下のコンデンサなのですが、表面には

(1)松下のロゴマーク（すぐ下にHB）　←HBは不明
(2)CE（Ｍ）　←アルミ電解コンデンサ（誤差の規格）
(3)105℃　←耐久温度
(4)1500µF　←静電容量
(5)200V　←定格電圧
(6)JAPAN　←製造国
(7)5711　←不明（同じ仕様品でも違ったりするのでロット番号的なもの？）

の７点が表記してあります。調べた結果が右になりますが、間違いは無いと思います。
メーカー（現パナソニック）は既に廃盤し、同等品も無いので他メーカーを選定しようとしたところリップル電流の存在を知りました。そこで選定項目にリップル電流を加えたのですが、そのリップル電流はいくつを選定すればいいのかわかりません。
現状使用しているものがわかれば一番いいのですが、それがわからないので困っています。
測定方法なども調べてみましたが現状はテスター程度しかありません。
そこでなんとか計算できないかと思い調べてみましたが、計算はできるようですが自分にはさっぱりわかりませんでした。

理解ある方でどなたか素人でもわかるような説明をしていただけないでしょうか。
わからないなりに調べていた結果、時間が無くなってかなり焦っています。
必要そうな情報は全て出したと思いますが、追加で必要な情報がある場合はわかる範囲でお答えします。

回答No.3

bogen55 · ベストアンサー

現用の松下コンデンサの許容リプル電流以上のコンデンサに置き換えれば良いんじゃないでしょうか？
パナソニックに問い合わせたら動でしょうか？

リプル電流の式を求めるには、ここの第7図から求めます。
http://seppotl.web.fc2.com/zht03/acdc.html
求め方は、Ib1+Ib2の平均値がIoだから、コンデンサリプル電流Irは
Io=(1/π)∫{0→π}(Ib1)dt (∵Ib1とIb2の平均値は等しい)
Ir=√(Ib1^2+Ib2^2-Io^2) (ここで用いるIb1とIb2は実効値)
勤務先で大学で応用数学をやってきた理工系の大卒にやらせたら動でしょうか？
できなかったら、SPICE系の回路シミュレータにやらせればOKです。

上記がダメなら、測定します。
測定には、True RMS(真の実効値)対応のデジタルテスタとクランプ式電流プローブが必要です。
こんなヤツです。
CD772 デジタルマルチメータ/True RMS(真の実効値、AC)対応
http://www.sanwa-meter.co.jp/japan/items/detail.php?id=21CL-22AD
CL-22AD クランププローブ/直流・交流電流対応
http://www.sanwa-meter.co.jp/japan/items/detail.php?id=121
これらを用いてコンデンサのリプル電流を測定します。
そのとき、上記第7図からわかるように、負荷を最大にして、入力はAC90V(85V?)と100V、110V(115V?)の3点で測定します。
測定した最大リプル電流よりも大きな許容リプル電流のコンデンサで、形状（特に直径）が同じモノを選択します。

なお、商用電源整流回路ではESRは問題になりません。
損失角tanδからESRは求められます。
1500μFのリアクタンス絶対値XCは、100Hz（50Hz全波整流のとき）で1.06Ωです。
200Vのコンデンサは一般にtanδ≦0.15だから、
ESR=tanδ・XC≦0.16Ω　(∵tanδ=ESR/XC)
となりますが、XCの方が大きいからリプル電圧はXCが支配的です。
電解コンデンサの場合、一般にESRが支配的になるのは数10kHz以上です。

お礼

細かい説明までありがとうございました。

回答No.2

shintaro-2

リップルは負荷の要求特性次第ですので、

負荷がどのような電源品質を要求しているのかを確認されることをお勧めします。

お礼

回答ありがとうございました。

回答No.1

178-tall

まず、課題の整理が必要そうな模様。
たとえば、参考 URL の用語でいうと？

たぶん、ESR（Equivalent Series Resistance、等価直列抵抗）の問題、なんじゃありませんか？

参考URL：

http://product.tdk.com/capacitor/mlcc/ja/faq/faq00012.html

お礼

間違えて補足のほうに＾＾
回答ありがとうございました。

補足

回答ありがとうございました。