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2011年5月22日日曜日

銅線コイルのトーテム

おういえー、shiroですよん。
また高電圧関係のネタです。
ってか、ひょっとして皆高電圧関係の記事とかあんまり好きじゃなかったりするのかしら?
まぁ、いいや。
えーと、そういえば、地震が来てから僕が記事書くの初めてですね。
自分は地震が来たときは都内の学校にいて、地震が来て電車が止まって帰れなくなったので部活メンバーと会議室でおねんねしました。備蓄していた乾パンの味が微妙でした。地味な思い出しかありません。

以下本編
なんか最近、某氏が設計したZVS回路が流行っているようでして。流行った理由とかは、簡単・大電力を扱っているのに素子があんまり発熱しない とかそんなとこだと思う。おまけに、IHに使えたり、FBTを強力に動かすことができたり、大電力コンデンサ充電器になったりとか。
このブログでは去年の1年くらいに前にZVS回路でFBTを動作させたりしてます。

まぁ、個人的には某ZVS回路は周波数の調整が面倒なので、最近はあんまり使わないんですけど。
最近は交流高電圧を使ってるので周波数はとても重要な要素になりつつあります。
そんなわけで大電力を扱えて、周波数も調整できちゃうような回路をつくってみました。
いや、作ったのはだいぶ前なんだけどね。
結果、某ZVS回路に負けないくらいの回路ができました。いや、負けてるけどね。

まぁ、でもTV用のFBTが壊れるくらいの電力は投入できます。たぶん。

そんなわけで半田付け中の画像。机の上が地味にカオス。



とまぁ、簡単な回路ができました。しかもかなり安上がりです。一番高い部品はゲートドライブトランスのTP-1Aです。真ん中の青い物体はコンデンサです値札つきです。
ちなみに、素子はSUP85N15-21を使っています。IGBTに変更すれば更なるパワーを求められるけど、そんなパワー必要ない。



動画
さっきの回路でFBTを動かしてみました。入力電圧は60V程度です。素子の耐圧の問題で、80Vくらいが限界です。IGBTに変えたら140Vくらいでやってみます。そのうち。
ここまでくると感電結構注意です。うっかり感電したら筋肉が硬直して体が動かせなくなり、散りゆくこと、ただ春の夢の如しです。




ここからはおまけみたいなもん。超簡単な放電管(?)を作るよ!

用意するもの
・電球
・400V30Jくらいのコンデンサ
・適当な高圧電源(8mmくらい空中放電すればOK。数W程度)



まず、電球に↓




充電したコンデンサをつっこんで、フィラメントを金属細線爆発させてふっとばします。
注意: うっかり数kJのコンデンサとかでフィラメントをとばすと、たぶん電球が炸裂します。やる場合は使うコンデンサをよく考え、自己責任で行ってください。
下の画像はフィラメントをとばした後のもの。



んで、適当な高圧電源を接続すると、このようになります。ぬるっとしたプラズマがとてもきれいです。

ポイントは、強い電源を使わないことです。1cmくらい放電する高圧電源で十分です。数Wあればたぶん足ります。

パワーを上げた時の画像

さらにパワーをあげたときの画像。この状態でもたいした電力は必要としません。

動画。
部屋を掃除中に撮影したので、ちらかったままですが気にしないでください。





¥e

誘電体バリア放電

どうもー、早いうちに更新に来ましたshiroです。
とりあえず、まぁ、えーと、アレです。
今回は誘電体バリア放電についていろいろ書いていこうと思います。
ちょうどいいものが出来たしね。
しかし、まぁ、アレです。
回路の方はまだまだ余裕があるのにFBTはもうこれ以上の電力は受けられないようです。
先ほど2次コイルが死亡しました おう、いぇいーい
とりあえず、700Wくらい投入したら、オイルの向こうでピカッ と光りましてね。
泡がポコポコ出てきたんですよ。
最終的に、35kVくらい出てました。アーク放電させてたんですが、アークが切れた途端に、ご愁傷様な事態に陥りました。

あんだけ絶縁処理したのに、足りなかったのかよYO!
俺の10時間かえせwwww

まぁ、一応、大電力を入力しなければ、まだ普通に使えます。
下の画像くらいの放電ならまだ大丈夫です。
たまに泡が出てくるけど。

次は20時間くらいかけてみっちりと絶縁処理してやるぜ!!!
右手の崩壊は免れないな!!
ってか、絶縁破壊したのってアクリルのボビンなんだよなぁ・・・・・
あれって加工してどうにかなるようなもんじゃないよなぁ・・・・・
つか、何でボビンが絶縁破壊したんだろう・・・・・・
普通、絶縁破壊すんならあの爽やかな絵が描かれてるクリアファイルのほうだろ・・・・・
多分、コイルを巻くときに、手の塩分が付着したのではないかと思われます。いや、多分。
お手手ちゃんと洗ったのにー



そういえば、こんなメールが届いてた。
「毎回意味不明なタイトルだけど、アレはなんなんですか?」

なんなんでしょうね。

まぁ、今回は普通なタイトルです。

まぁ、とりあえず、次の記事の内容は新しい2次コイルを作るってことかしらね!

まぁ、まだ一応2次コイルは生きてる(半死)のでFBTで遊んでみました。

下の画像はアーク放電の写真です。


お次はジェイコブス・ラダーです。
去年までジェイコブ・スラダーだと思ってたわ。ヤコブの梯子とか言われてる。
放電がぶいんぶいんいいながら上昇する何かです。
これっていったい何の役に立つんですかね?


これってやりまくってると、針金がゆれてくるんだよねぇ。
いったい何の力で揺れてるんでしょうか。クーロン力か、電磁力か、どっちなんでしょうね。特に興味もないけど。

長時間露出するとこんな感じの写真になる。




さて、ここからが本編ですw
誘電体バリア放電というのは、まぁ、読んで字のごとく、電極を誘電体で遮った状態で行う放電のことです。バリア放電、無声放電、誘電体障壁放電、DBDとか呼ばれます。
バリア放電は、高周波(っても60Hz以上、数kHzくらい)で、高圧(1kV以上)の電源が必要です。多分。
バリア放電の利点は、電極が直接プラズマに接しないことや、火花放電やアーク放電に進展しないこと、低温動作だけど活性種の生成能力に優れてること、です。まぁ、一番の利点は放電を短い時間で終わらせ、気体の温度を上げないことかしら。まぁ、いくらか温度は上昇するけどね。
まぁ、身の回りのちょっとしたところに使われてたりします。プラズマディスプレイとか、オゾン発生器とか、まぁ、そのくらい・・・・?

ちなみに、電極をバリアするパターンは3種類ほどあります。
1:両極を誘電体で覆うパターン
2:一方の電極を覆うパターン
3:両極の間に設置するパターン
と、このくらいですね。

今回は両電極を覆うパターンでバリア放電をしてみます。


誘電体には、ガラスの試験管を使います。
誘電体にガラスを用いる理由は燃えないからです。
さっき、気体の温度はあがらない とかいったけど、このように集中してやると、温度は地味にあがります。火花放電や、アーク放電には到底及ばないがな!


ちなみに、ガラスは高温になると抵抗がアボシッ となってアークで繋がってしまいます。
あまり連続して放電させると残念な事態に陥ります。

下の画像はデジカメで撮った誘電体バリア放電の画像です。
どういうわけか、合成画像にしか見えません。誠にありがとうございました。
さっき無声放電とか言いましたが、全然無声じゃないです。アナログテレビの砂嵐のような音がします。
「ざーー」と「さーー」という音を足して2で割ったような音です。


こちらの画像は一眼レフで撮った画像です。これもまた合成にしかみえないですね。
これは長時間露出です。長時間っても3秒ほどだけどね。

動画です。



お次はプラズマボールです。
プラズマボールもバリア放電のために起こるものです。
TVの中のFBTでプラズマボールが出来ないのは、直流だからです。
(まぁ、うっすらとプラズマが確認できる場合がありますが、そりゃ多分交流成分があるからだ。)
プラズマボールに触れると、ボール内のプラズマがよってきますよね?
アレは、触れたところの容量が増えて、そこだけより多く電流が流れるからです。

下の画像はFBTでのプラズマボールです。画像でも、動画でも確認できませんが、電球の内側の表面をよーーーくみると、ほっっそいプラズマがいくつも見えます。



こちらは、インタラプタ回路をはずした状態のプラズマボールです。
見た感じは光る煙みたいなかんじです。


下の画像はインタラプタ回路をつけた状態でのプラズマボールです。
放電の様子が禍々しいですね。いい感じの中二病放電です。

動画はFBTによるプラズマボールです。
発信音が聞こえまくってます。どんまいです。








お次は、いかにも誘電体バリア放電!って感じのものです。
覚えてる人も居ると思いますが、OAUGDPです。
個人的には、これはもはやオゾナイザーだと思うけどね。
これは、ビニル皮膜を誘電体とした誘電体バリア放電です。

前回説明を省いたのでちょいと詳しく説明しておきます。
用意するのは、2本のビニル皮膜線と、皮膜線を巻きつける物体です。ビニル皮膜が薄いと、絶縁破壊してしまい、最悪発火します。
あとは、高周波高圧電源です。


こんな風に、2本の線を平行に巻きます。
そしたら、線に高周波高圧電源をつなぎます。
ここで注意です。
周波数は微調整できるようにしてください。
周波数が高すぎたり、低すぎたりすると、たいした放電はおきません。




放電の様子です。おのっそいオゾンくさいです。放電パネルに触れると、指にオゾンのニオイが残ります。まぁ、構造的に、オゾナイザーと変わらないので仕方ありませんが。




<追記>
周波数を調整したら、さらに明るくなりました。6の整数倍の周波数だと、明るくなるようです。
ちなみに、17.5kHzで最高に明るくなりました。さらに周波数をあげるとだんだん暗くなっていきます。
多分、何が起こってるかわかった人もいるのではないでしょうか?
これ多分共振してんだろうな~


いじょーです

¥e

ゴランノス・ポンサーの提供でお送りしました

どうもりんshiroですおういえい。とりあえず、自作FBTを駆動する回路を超適当に作りました。
近日公開
するかどうかわからないです。

とりあえず、時間がないので動画だけでも載せておきますね。

時間があるときに画像つきの解説を付け足しておきますので、まぁ、ちょっとおまちくださいな

ちなみに、放電距離は15cmに達しましたが、どうがんばってもこれ以上は伸びません。
おそらく、コアが飽和しちゃったパターンです。
誠にありがとうございました。
放電の様子はちょっと弱めのMOTみたいな感じです。
しばらく放電してると電極がご愁傷様な事態になります。
ちなみに、周波数は25kHzで、回路はハーフブリッジです。


部屋は汚いんじゃない、私が美しいのだ

すいません、私は美しくないですshiroですこんばんわー。
いやー、もう春休みモード全開ですよ。奥さん。
そういや、友人4人と2泊3日のスキー旅行に行ってきましたよ。友人4人は皆ボードなのに俺だけスキーっていうね。雪質はよくなかったです。春スキーですから。
ふざけて半袖でスキーやってたら「お前本物のばかだな!」って友人に言われておまけにいろんな人から注目されて正直楽しかったです。ちなみに、スキー検定は2級です。
来シーズンは1級取れるようにがんがってます。

しかしまた、ハードな旅でした。
夜9時に秋葉原にて集合、スキー場には朝7時に到着という。
スキー場は斑尾高原のところです。
到着直後の写真です。いい感じの朝焼けです。



ちなみに、宿泊したのはクラウド・ベイというホテルで、名前のとおり雲の中に入りまくってます。

下の画像はホテルの窓から撮影したものです。雲よりちょっと高いところです。



はい、思いっきり雲の中です。携帯のカメラじゃわかりにくいですが、実際はもっと曇ってるように感じます。



まぁ、特に意味のない話もほどほどに、  以下本編↓

まぁ、今回は前回の続きです。
前回は「自作FBT」でしたが、少々問題が発生いたしましてね。
2次コイルの絶縁処理は完璧だったのですが、2次コイルとフェライトコアの間で誘電体バリア放電が発生しちゃいましてね、アクリルのボビンが融けかかったんですよ。高周波交流高電圧だと、絶縁体は誘電体でしかありません。絶縁しても、空間があれば放電してしまいます。そして、放電した時に発生するプラズマによる熱で、絶縁体は加熱され、最悪の場合発火し、絶縁破壊に至ります。

対処法は、絶縁体で隙間を埋める事です。多分

オイル漬にするのが早いです。樹脂で固めてもいいですが、出来れば2次コイルを交換できるようにしたいのでオイル漬けにします。まぁ、冷却もできるしね。
この場合、使えるオイルはエンジンオイルとかサラダ油とかです。
もっといろんなオイルが使えますが、簡単に入手できるのはこの辺だけでしょう。多分。
ちなみに、サラダ油は酸化が以下略です。オヌヌメは出来ないかも。

まぁ、そんなわけでエンジンオイルを使います。おういえー。


ちなみに、これは1リットル300円ほどのものです。一番安いのを買ってきました。
特に問題はないはず。

こちらは容器です。100円ショップのものじゃないです。東急ハンズで買ってきました。
ちなみに、100円ショップのは漏れ漏れだったので使えませんでした。罠だわー


まずはこんな風に。ちゃんとOリングで密閉してます。中に水を入れてひっくり返してみましたが、特に水が漏れたりはしませんでした。よかたよかた。


こちらは1次コイルです。前回の1次コイルはあまりにも手抜きだったので新しく作り直しました。
Φ2mmのPEWです。2m200円くらいでした。

シャキーン。しっかりと半田付け。いつの間にか1次コイルが3本脚になってるけど気にしてはいけない。


こんな感じでFBTをぶら下げる。FBTのコアを固定するバネはPEWで即席で作ったもの。
いい感じの固定法が地味に思いつかなかったんですよこれが。ちょっと適当だけど、まぁ、カッコイイからいいや。


こんな感じに。あとはオイルを入れるだけ、  なんだけどねぇ。
エンジンオイルって何でこんなにも禍々しい色してるんでしょうかねぇ。やっぱ安物だったのがまずかったのかしらねぇ。青色、だけど、これはもはや黒に近い。向こう側が見えない。

ちまなみに、FBTをオイル漬けにするのは結構勇気が必要。
こんな禍々しい液体に10時間もかけて巻いたコイルを沈めるわけだし。
それに、これ、コイル交換するとき鬱になるだろうなぁ なんて考えちゃうとどうしてもFBTを投入できない。







ぎゃー、やってしまったずぇー。はい、もう後戻りはできないー。つか、ナンも見えない。
しかもスゲー禍々しい。


これ、一目見てフライバックトランスだとわかるやついないだろうなぁ。
見た目がなんか、スゲーきたねぇもの。なんか変なオーラ出てるよこれ。


上から見ると、1次コイルが薄く見える。


電灯を透かしてみると、この禍々しい液体が青色だと、改めて実感できる。



えー、次回こそ、ちゃんとした駆動回路を作って、プラズマの実験でもしたいと思います。
あと、SSTCの回路図は忘れちゃいました。えー、だって回路図書くソフトがうまくインストールできないんだものー。




おまけ



ホテルの監視カメラに、何故か見慣れたものがついていました。
アレは多分、アーマーでしょう。
不穏分子からの攻撃を防ぐためにカメラに装備したんでしょうね。


¥e

知ってる?トランスって鈍器にもなるのよ?

どうもーshiroですー。おういえー。期末テストがやっと終わったぜー(2重の意味で)
物理がジェノサイドでした。多分クラスの平均点は30点周辺でしょう。あ、百点満点ですよ?
問題用紙をめくった瞬間の絶望感が、普通じゃなかったです。
なんで先生はあんな問題を出したんでしょうね。もうね。
あと、友人の超越した文才に影響されて本とか読み始めてみたけど、ありゃだめだわ。
電子辞書がないとまともに読めない。読む本選ぶべきだったわー。

あと、予想されるQ&A

Q:で、SSTCの回路図は?

A:( ´,_ゝ`)

Q:タイトルの意味は?

A:特に意味ないです。

Q:今回のテーマは?

A:トランスの自作です。

Q:SSTCの回路図は?

A:ないです。


今回作るトランスは鈍器にはならんがな


以下本編↓
皆さん去年の秋ぐらいに僕がLFプラズマジェットなるものを作ったのを覚えてますか?
去年作ったのは、ヘリウムを動作ガスとして動作させたんですが、ヘリウムは高いんですよ。値段が。
9㍑1000円とか、ちょっとやめてほしいですね。で、LFプラズマジェットはどうやら、空気でも動作するという話を聞いたのですが、どうしても出来ないんですよ。これが。
で、この前coilerさんと東工大に行ったんで、ついでに聞いてみたら 空気じゃ出来ないって言われたんですよ。何でも、空気で動作させるには、容量結合プラズマじゃなくて、誘導結合プラズマにしなきゃいけないんだとか。誘導結合プラズマとか、あれです、ICPです。要はIHクッキングヒーターで大気に電流を流すって話ですけ。まぁ、僕の技術じゃ無理です。莫大な電力を高速で制御しなきゃ出来ないし。
で、容量結合型のプラズマでやっていくしかないかぁー、ってことになって、気合出せば空気でもいけるんじゃねー?って事で、まずは電源から作ることにしましたとさ。気合の出し方は秘密です。一応、僕なりに考えがあります。秘密だけど。

まぁ、要は高圧の交流電源を作ろうってわけ。トランスから。
交流高圧電源なら前回も作ったけど、アレはイグニッションコイルを使ってて、インダクタンスが結構大きくてたいした電流流せないというオチに直面したわけさ。それに、あれは中にオイルが入っていて密閉されていまして、万が一コイルが焼けたら修理のできないんですよ。おまけに、何の嫌がらせかグランドが切り離されてないし。

まぁ、自分で作れば求めてるものが一撃で手に入るわけだし、材料は既にそろってるし、作って見ました
、FBTを。




まぁ、FBTを作ったんですが、FBTにおける工作要素は主に2次コイルです。
1次コイルなんて銅線を数回適当にまくだけだし、コアは作れるような物じゃないし。
FBTを作ったとか言ったけど、作ったのは2次コイルだな。ほとんど。

まぁ、FBTを作るのに欠かせないのが、このFBT用のコアです。
わかる人はわかると思いますが、これ、アキバでも滅多に売ってません。
ネット通販でも買えません。既製品から取るか、自作するしかありません。
既製品すら手に入らない人は電磁気学でもちょっと学んでやれば自作するポイントぐらいはわかると思う。僕が思いつくのは、カッターの刃とかスチール缶とかを積層鋼とかにして作るか、既存のフェライトバーを削ったり切ったりしてくっつけるか、そのくらいしか思いつかないわ。

で、次に欠かせないのがコイル。
Φ0.32mmです。このくらいあれば、そこそこ電流流せるし(流さないけど)、そこそこ絶縁してくれるだろということで。PEWのがよかったんですが、ちょうどいいのがなくて。


これは別になくてもいいです。ただ、コイルを巻くときはいつもこれを使ってます。
1分で硬化するし、抵抗値もかなり高いし。今回は絶縁シートを固めるのに使います。


まぁ、絶縁シートってのはこれですw
適当なクリアファイルで多分大丈夫です。痛いクリアファイルを使うと「痛いFBT」とかいうかなりカオス度が高いものが作れます。


これもなくてはならないです。ボビンです。自作しましょう。簡単だし。
キレイなので今回はアクリルで作りました。わぁきれい。


電気絶縁用のテープです。セロテープでもビニールテープでもいいけど、ちゃんとしたやつを使えば安心だし、ビニールテープと値段同じだったし。



あと、写真取り忘れたけど、高周波ワニスも使った。一瓶180円というやっすいやつを。






まぁ、手始めにテープでコイルを巻きやすいように適当に。



さぁ、ここからがヂゴクの始まりです。ここからコイルを巻いていくのですが、2次コイルを巻き終わるのに、なんと10時間以上かかりました。コイルを巻く時間はたいしたことないのですが、一層ごとにしっかり絶縁処理をしたので1層につき1時間かかりました。うしぇー。

画像はおそらく1層目。高周波ワニスを塗り終わった後の写真。




クリアファイルを加工して、

巻き巻きして、ストーブの前においてゆっくり加熱。
こんな感じにして、コイルに巻きやすくする。


で、エポキシを塗ったコイルに巻いてガッチガチに固める。これで一層が終了。

主な手順は
コイル巻く

ニスを塗る

ニスが乾くのを待ってる間に絶縁シートをカット&カール

エポキシをコイルに塗る

シートを巻きつける

カットしたビニールテープを巻いて2層目のコイルを巻きやすくする

この作業を10回繰り返すんですよー。メンドイよねぇー。



画像は、シートを巻きつけてガチガチに固めたところ。なかなかしゃれてる。


コイル巻き巻きの作業が一番つらい。一層に100回巻く。
700回目とかになるともう手が崩壊し始める。
多分これは8層目くらい。



翌日



ついに完成しましたぇー。2次コイルです。10層です。1000回巻きました。左手が崩壊しました。
なかなか、しゃれた2次コイルができました。なかなか重量感があってめちゃくちゃ硬いです。


予想よりだいぶ太くなったわ。透明なボビンの向こうにキレイなコイルが見える。



1次コイルのクォリティーがめちゃくちゃ低いのは見逃してくださいw
だってレポートの期限が明日までなんだもん。



即席の駆動回路と乾電池で放電。

バシューという音共に放電開始、タバタバと揺れるアーク。





絶縁処理はかなりきっちりやったので、もっと電力を投入できます。

次回は、ちゃんとした駆動回路を作ってもうちょっと派手な放電をさせて見せます。

んじゃ、またー