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2017年8月 2日 (水)

トロイド力学 ウェスタンエレクトリックのリピーティングコイルを調べる

0先日美しく開花したのはロビオプシス属の交配品種で、花の観賞を目的として作出されたサボテン。t大のw先生と国の許可を得た上で三保の砂浜に海浜植物としてウチワサボテンを植え、地球温暖化と砂漠化対策の実験をしようと目論んでいたが、世界遺産になってしまい実験計画は頓挫した。ウチワサボテンの多くは葉っぱ(ウチワ)が食べられ、花が咲くと結実してその実はドラゴンフルーツのように美味で、中にはそれ以上で果実酒もできる。我が実験では1年くらい水をやらなくても生き延びた。寒さの問題もあるがマクロケントラ系はマイナス15度に耐える。先日弟子のt-mon君が蓄音機を持ち込んで、ヒリヒリと煩い音だったので、弁慶柱のトゲを1本切り取って付けたら、優しい音に変わった。さて蓄音機となれがウェスタンエレクトリックの時代で、リピーティングコイルを調べてみよう。

14年ほど前になるが、cdの出力にウェスタンエレクトリックのリピーティングコイル(トランス)を追加して、音質改善の効果を確認したが音は別にで何万円かロスした。ロータリーエンジンのロータ(鉄)の中に入れて水晶粒で防振までした。そのまんまお蔵入りだったが、トロイドを始めたので解体してみた。
2怪しい情報では鉄の丸棒をトロイドにしたとあり、それを確認してみたかった。トロイダルトランスを作り始めてノウハウが身に付いて、巻き線のセパレータの意味が良く分かった。
3どうせもう使わないのだからノコでコイルをゴリゴリ切り、強引に剥ぎ取る。1次コイルと2次コイルのエナメル線の色が変えてあり、また1次2次間にシールド付きとあるが、シールドらしきものは無い。
4この状態で2次コイルが姿を現す。コイルは「ベトベトさんお先にお越し」で、やたらとベトベトして気持ちが悪い。このベトベトは軟体動物で音を悪くする。
6x巻き線図では4個のコイルがあり、紙のセパレータ2個でトランス同士の境界を作っている。jazzオーディオにおいて周波数特性は上限8000hzもあれば良いので、この30hz~15000hzは特性の良過ぎで、無理をしているのが分かる。コイルをグルグル巻いてインダクタンスを大きくしてラインロスを最小限にしている。但しこれだけ小さいトロイダルコアにこれだけ沢山巻いても、巻き線構造上4個のコイルの結合容量は小さく、これが信号系トロイダルトランスの基本となる。
5トロイダルコアがむき出しになる。電磁鋼板を円形に打ち抜きプレスして積層してあり、まあeiコアの延長線上のような作りが読み取れる。コアの中心部の2枚ほどがサイズ小でノウハウなのか製造バラツキかは分からない。音が良ければ全てが参考になるが、悪けりゃあ意味を持たない。
7we300bもそうだし、このリピーティングコイルもそうだし、どうもウェスタンは印象派的音に感じてしまい、カラバッジオを標榜する我には合わない。スクラップにしてしまうには悲しいのでコアサイズを図面化して、当時の電磁鋼板の透磁率を0.0015(h/m)と仮定すると、比透磁率は1194になり、これでインダクタンスと巻き数を算出しておく。小布施のbudで聴いたリピーティングコイルはそれなりに音は良かったが、7、80万円もするのでは高額過ぎて使えない。
30hzでも600Ωとするとインダクタンスは3hとなる。
weトロイダルトランスの巻き数計算
外径Φ77mm
内径Φ51mm
厚さ28mm
巻き数 nターン
インダクタンス3h
比透磁率μs 1194
真空透磁率μ0 4πx10-7
透磁率μ=μsxμ0
μ=1194x4πx10-7=0.0015(h/m)...1.5x10-3
1.5x10-3=μsx4πx10-7
μs=1.5x10-3/4πx10-7=1194
we断面積s 0.013x0.028=0.000364m2
磁路l  0.064x3.14=0.2m
3 = nxnx(1.5x10-3x0.000364)/0.2
巻き数n=√1098900=1048ターン
この小さなトロイダルコアに1048ターンx4は厳しい、透磁率を2倍の3x10-3と仮定すれば500ターンx4となり現実的か。
8トロイダルトランスに限らずトランスの重要なファクターに結合係数があり、これは画像のように1次巻き線と2次巻き線を重ねなければならない。これが従来の方式、これを平たく展開して巻く方式があんぷおやじ流儀の対向巻き線で、基本的に結合容量は無視できるほど小さい。この結合容量が小さければ電源ラインのコモンモードノイズも入り難く、真の意味でノイズカットトランスとなる。但しトランスの結合係数が...

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