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2017年7月 3日 (月)

振動力学 水晶粒防振電源トランスを作る 設計5

0箱根の森は急な霧の発生で殆ど前が見えなくなり、運転は少々危険だが幻想的な景色に浸れる。ポーラ美術館では開館15周年記念でピカソとシャガール展を開催しているが、毎度ながら観ない。開館15周年であれば2002年の開館だから、謎めいたjazz喫茶amp工房と大差無い。そうか、開館当初から我等は訪れていたことになり、ガラス張りのピカピカが段々森の力で埋もれていく姿を目撃している。さて15年、実に革新的な15年で、ロボット制御では世界最速タスクスイッチ機構をあみ出し200khz電流制御を可能にし、jazzオーディオでは水晶粒3次元接触防振構造を発明した。この水晶粒3次元接触防振構造は、殆どの方法論が確立され安定的に音質カイゼンが可能となった。

1ひたすら努力をしていると創造主は間違いなく答えをくれる。それを信じて、トロイダルトランスの設計と検証を進めている。タムラトロイダルトランスのインダクタンスは実測で4.6hと出ているが、これを計算式にのせてみる。比透磁率だけは不明で当時のケイ素鋼板の状況を勘案して5000としておく。
タムラトロイダルトランスのインダクタンス計算
外径Φ126mm
内径Φ64mm
厚さ95mm
50v巻き数 116ターン
100v巻き数 232ターン
比透磁率μs 仮定5000
真空透磁率μ0 4πx10-7
透磁率μ=μsxμ0
μ=5000x4πx10-7=6.28x10-3
断面積s 0.031x0.095=0.003m2
磁路l  0.0795x3.14=0.25m
lm= 232x232x(6.28x10-3x0.003)/0.25
= 1014x10-3/0.25=4h...ok!
ほぼ計算通りでこれなら計算式を信用できる。

7ユニオン電機に重ね巻きが出来ない構造のトロイダルトランスの検討を依頼しているが、中々回答が無く相当に難航しているようだ。トランスの体を成していない、非常識、効率は最悪、等など従来のトランス設計法では実現出来ないのかも知れない。我等のトロイダルトランスをもう一度計算式にのせてみる。
amp工房トロイダルトランスのインダクタンス計算
外径Φ300mm
内径Φ240mm
厚さ60mm
参考巻き数 1300ターン
比透磁率μs 仮定5000
真空透磁率μ0 4πx10-7
透磁率μ=μsxμ0
μ=5000x4πx10-7=6.28x10-3
断面積s 0.03x0.06=0.0018m2
磁路l  0.285x3.14=0.9m
lm = 1300x1300x(6.28x10-3x0.0018)/0.9
= 19/0.9=21h...おかしい!
違い過ぎるも度が過ぎて21hが1mhは呆れる。

3そこで昨日のアンプラボでは再現実験をやってみた。コアをむき出しにしたタムラトロイダルトランスへ線径を変えて(巻きが大変だから)巻き線する。ここは名工ミルトさんの出番で、巻き線の汚さによる誤差を避けるため、美しく巻いてもらう。

4巻き上がったコイルのインダクタンスを測ると、60ターンで何と75μhと極小に出て、線径と巻き方でインダクタンスは大いに変わるコトが分かった。画像で巻き線が汚いのはミルトさん中座で、あんぷおやじが巻いたため。

5出展:
トロイダル・コア活用百科
トロダルコアのインダクタンス計算式でどの教科書にも出てくる一般式。この中で注目していたのがrmの磁気抵抗、rm=l/μs(at/wb)、大型のドーナツでは磁気抵抗が大きいと踏んでいた。巻き線の手法だけでここまで大きくずれるだろうか?やはり磁気抵抗の影響と考えるべきで、巻き線手法と合わせて研究を重ねる。
トロイダルトランスの設計者には笑われてしまうが、こんなにトロイことの積み重ねをやらないと音の良いトランスへ辿り着くことは出来ない。

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