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2019年3月15日 (金)

トランスのうなり 電流波形観測2

昨日の続きです。 RSコンポーネンツで購入したトロイダルトランスがうなるという問題は、電気カーペット(ホットカーペット)をONにすると発生するところまでは判明していました。

 

Hot03

< 問題の電気カーペット(200W) >

コイツがノイズを発生させている?

 

ノイズといっても粗悪スイッチング電源のように、パルス成分がACラインに漏れだすのとは違います。

Hot02

電流波形をとるために、AC(Hot/Cold)配線をカッターで分離してカレントプローブを噛ませました。危険ですので普通のコンセントのケーブルにこんなことをしてはいけません。

 

以下が電気カーペットの電流・電圧波形です。線が重なり合っていると波形が歪んでいるのが分かりにくいので上下にずらしました。黄色の線が電流。ピンクが電圧です。

Hot00

< 電気カーペットOFF >

AC電圧波形の頭が潰れていますが、特に問題ありません。家庭用電源はこんなもの?? 動力用の三相交流はもっと正弦波に近い事が多いような気がします。

 

Hot01  

< 電気カーペットON(電流は5A/div)>

なんと、半波しか電流を流していません。この写真だと、上から下に向かう方向の電圧波形が歪んでいる(うねっている)のがわかりますね。

この製品は、トライアックの位相制御式パワーコントロールではなく、ON-OFFを10秒~1分おきくらいに変化させる方式です。電圧がゼロのときにスイッチしているので、SSRでいうところのゼロクロス機能と似ていて、(位相制御でのスイッチングと比較して)ノイズの発生が少ないのが特徴です。

とは言っても交流の半分のみ電流を流すので+-の電流バランスが崩れる原因を作っています。使っている素子はサイリスタでしょうね。ON/OFFができるダイオードみたいな感じ。

 

 

アンプの電源をいれているときは「電気カーペットを使わない。」という対策案が簡単に思いつきますが、この電気カーペットをOFFにしていてもトランスのうなりが出る時があり、完全ではありません。

他の機器でも同様に半波のみ電力を使う製品があるのかもしれないですし、コンセントは近所の家とも繋がっていますので、自宅の家電機器だけをOFFにしても解決には至りません。

 

 

 

続きの対策編はこちら。

 

 

 

追記=================

位相制御されたスイッチング(トライアックを使う方式)は、下記のようなタイミングです。ONした瞬間に鋭いパルス成分のノイズを発生します。 昔のシーリングファンや白熱電球の調光で使われていました。(秋月電子でもトライアック式の調光基板を売っていますね。)

Hot00

http://www.tij.co.jp/lsds/ti_ja/analog/glossary/phase_dimming.page

こちらより図をお借りしてます。

 

 

 

 

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コメント

お早う御座います。
始めまして、Hi-Fiです。

これを電源高調波電流と言うそうです。

電源高調波
https://blogs.yahoo.co.jp/yokoyama3322/folder/489116.html

Hi-Fi さん

ありがとうございます。 電源電圧波形に乗った(同期した)高調波はすべてこの類にはいりますね。 HIOKIの電源品質アナライザを使えば高調波成分がグラフででます。(会社でたまに使ってます。)

電気カーペットOFFでも電圧波形が潰れていて、多くの高調波(主に奇数高調波)が乗っています。

それに対して電気カーペットONで加わる第2高調波はごく僅かです。でもこれがトランスのうなりへと影響を及ぼしているということが面白いですね。

「電流」という観点では白熱電球のように力率1.0のもの以外全てで大きな高調波成分を出しているので今回は注目していません。昨日のトランス1次側電流の波形をみると分かるかと思います。

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