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コンちゃんの模型日誌

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2018-05-20

ありゃ!無い!!

  T氏邸に赴きました。まずは機関車の作品群。凄過ぎます。恐れ入りました!コンは全く修行が足りません。ただただ平伏しました。

  気を取り直して、レイアウト、これもまた凄い!!参りました!コンの出来る事はオンボードカメラでの撮影。

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  回収した機関車を見て吃驚!右のメインンロッドが外れて無くなってます!これで良く走ったものと驚きましたが、この機関車は第2動輪のロッドピンが片方無くなってもちゃんと走ります。しゃあない、作ろうと工作台に向かった所「見つかりましたよ!」という朗報。レイアウトを5周すると、ロッドピンの脱落等様々な事故があるそうです。チョコチョコはしらせるのとは訳が違うのです。ちなみにスーパーキャパシタもダメになってました。耐圧6Vなのに10V近くで連続運転をした所コンデンサーが壊れてしまったようです。すなわち、耐圧は5.5Vですので、これを超えた電圧負荷を長時間加えるとアウトになる可能性があるということですね。

TavataTavata 2018/05/21 08:05 T氏のレイアウトと車両、気になります!

キャパシタは、やはり耐圧を越えると壊れてしまいましたか。
液漏れ等はありませんでしたか?
場合によっては爆発(電解液が気化して破裂)することもあるのでご注意を。
なお、ダイオードによる電圧降下は、他車との協調のための速度調整には有効ですが、キャパシタへの電圧制限には不向きと思います。モータ電圧を線路電圧にしたまま、キャパシタ電圧だけを下げる回路を作った場合、停電時にはモータ電圧がキャパシタ電圧以下に落ちるので、極端な速度低下が発生して、キャパシタの目的を達せなくなると思います。
ツェナーダイオードなどによる電圧リミッタは如何でしょうか?なお、そうするとモータへの電圧上限値もリミットされます。
もしモーターに5.5V以上の電圧を掛けたいのであれば、その時だけキャパシタを切り離せるスイッチなり、自動切り替え回路なりを車載するか、キャパシタとバランス抵抗を複数直列に接続して耐圧を向上させるかなどが考えられます。

ゆうえん・こうじゆうえん・こうじ 2018/05/21 08:56 コンさんは、スーパーキャパシター破損の原因を電圧のみと考えておられるようですが・・・

私の記憶に間違いがなければ、TさんのレイアウトのコントローラーはKATOのパルス(PWM)コントローラーだと思うので、仮に運転電圧が5−6Vであったとしても数時間運転すればスーパーキャパシターはかなり劣化したと思います。
スーパーキャパシターは大容量コンデンサ+抵抗なので、負荷につないだPWN電源に並列につなぐと頻回に充放電を繰り返すので発熱して劣化してしまうと思います。
仮に運転電圧が12Vであっても平滑化された直流電源で運転されていれば、数時間程度では劣化しなかったと予想します。
またTavataさんのいわれるように。コンデンサーは充電された電圧以下でしか放電しないので、電圧制限回路をつけると定格の5.5V以下でしか放電しないので、低圧領域でしか電気式フライホイール?としての役目は果たさなくなると思います。また電圧制限回路をかけてもPWM電源つなげば充放電繰り返すので劣化は早いと思います。
対策としては耐圧が25V以上ある内部抵抗の低い大容量の電解コンデンサーをスーパーキャパシタに並列に接続すればよいとは思いますが、PWM電源で運転するなら根本的な対策にはならないと思います。
結論としては、スーパーキャパシターはパルス制御には向かないのだと思います。

konno_sendaikonno_sendai 2018/05/21 10:39 Tavataさま、今回は発熱も無く形状も全く変わっていないので、ゆうえんさまの言う劣化のようです。K兄の実験では、高い電圧をかけると発熱するけれども冷めるとキャパシターの能力は元に戻るとの事でした。
ゆうえんさん、確かに劣化みたいです。発売元としてはこういうこともあるということで、報告しました。パルス制御に弱いと言う事かもしれません。実はこの機関車、レールに置くと、コントローラーがゼロでもゆっくり走り出しました(微妙なパルスが出ているのか?)。いずれにしても、自己責任で小運転、低電圧運転が推奨されると思います。

ゆうえん・こうじゆうえん・こうじ 2018/05/21 13:02 コントローラーがゼロでも、低消費電力のモーターなら動き出すということなら、室内灯などの常点灯のために、電圧12Vのパルス電流が流れているのだと思います。ゼロでもPWMのduty比がゼロにはなっていないということです。

人間でも無理をして急性増悪を繰り返していると、初期はほぼ正常に戻っているが、増悪を繰り返しているうちに慢性機能低下になってしまうことも多いのとスーパーキャパシターの規格外使用も同じだと思います。
今週末は某会場で一般販売も予定されているようですが、パルスのパワーパックとは併用禁忌として頒布されるのが無難だとおもいます。

konno_sendaikonno_sendai 2018/05/21 21:01 ゆうえんさま、まさに劣化と老化は似てますね。いちおう物販ですから、注意書きは用意して添付します。PWMコントローラは使用しないようにと言う事ですね。

森井義博森井義博 2018/05/21 21:36 PWMの電源がスーパーキャパシタの充放電により劣化することはないのでしょうか?
PWMのパルスの立ち上がり、立ち下がりで大きな電流が流れると思いますが、スーパーキャパシタの内部抵抗が大きいので問題はないのでしょうか?

TavataTavata 2018/05/21 21:43 コンさま、お手数ですが先ほどのコメントは削除していただけますか?ちょっと支離滅裂な日本語になっていましたので、もう一度書き直します。

ゆうえんさまの仰るPWMでの劣化ですが、「耐圧以上」でのPWMが問題だと考えます。
というのは、私の場合、充電池4本を電源とするPWM (max 5V弱)とキャパシタを併用して運転していますが、特に問題はない(発熱もほとんどない)ためです。
従って、周期的な電圧変動自体は、ピーク電圧が耐圧以下なら問題ないと思います。
実際、データシートでも直列付加抵抗ESR測定で1kHzを掛けています。

ただ、市販の鉄道模型用のパワーパックはPWM電圧が5V以上なので、PWMパックとの併用は避けることを推奨するのが良いかと思います。

ゆうえん・こうじゆうえん・こうじ 2018/05/21 23:50 森井さん
以前スーパーキャパシタの12vでの突入電流を測定したことがありますが、0.22Fの方でも0.3Aぐらいでした。
1A以上の定格のPWM電源なら大丈夫ではないでしょうか。

Tavataさん
定格電圧以下なら充放電を繰り返しても問題ないというご報告ありがとうございます。
それならバランス抵抗入れて二個直列使用すれば、過電圧付加による劣化は回避できるかもしれないですね。

konno_sendaikonno_sendai 2018/05/22 01:27 ゆうえんさま、助け舟ありがとうございます。このキャパシタの用途は大レイアウトでの長時間運転ではなく、小レイアウトの低速運転向けということで、ご利用の方へご理解を願うということで納めたいと思います。

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