ぽんず製造所

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インバータ

台風対策で正弦波インバータをでっちあげた

先月の台風15号では停電が発生して大変なことになっていましたね。そして今度はそれをさらに上回る勢力の台風19号が来るということで、ちょっとだけ停電対策をしてみました。

とりあえず何かしらの電源が生きてればいいと思ったので、奥に放置されていた12Vの鉛蓄電池を引っ張り出してきました。
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何年か使ってなかったんでほぼ使えないかもしれないなーと思いつつ電圧を測ってみると、予想を上回る0.2Vで完全にお亡くなりになっておりました。
まぁムリやろと思いながら、ダメ元で150Vとか無理やり掛けたりしてたら、中でバチバチ言いながらだんだん復活してきました。
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結果、容量は定格の1/4程度とはいえ十分使えるレベルまで復活しました。10Aとか流してもOKです。
もう希望のないバッテリーだったんで雑に扱ってたまたま復活してラッキーって感じだったんですが、多分相当ヤバそうだし絶対に真似しないでください。


とりあえず12Vは用意できたのでスマホ充電とライトくらいは使えるようになりました。
そうそう、ライトは昔作った100WLEDライトを持ってきて、バッテリーと電源装置をダイオードを介して並列ににすることで無停電ライトとしました。停電して足元見えなくなって部品踏むと痛いからね。ついでにライトにアルミアングル取っ付けてモーターで押さえつけてスタンドにしました(雑)。
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こいつは瞬断した時に一瞬だけ活きました。

この時点で台風接近まで半日くらいありましたので、電源の汎用性を持たせるため、正弦波インバータを作ることにしました。家庭内の電力をすべてまかなえるわけではないですから気休め程度のものです。

通常のDC-ACインバータは、バッテリーの12VからDC-DCにより150V程度に昇圧したあとインバータ+フィルタで100Vrmsの正弦波を出力します。昇圧に高周波トランスを用いるので小型・軽量化できるんです。
しかし今回はそんなの設計してるヒマもなく、部品は家にあるもので、時短のためなるべく簡単に制作できるように設計しました。
容量大きめの50/60Hzトランスがちょうど余ってたんで、12Vをそのままインバータに通し8.5Vrms・50Hzの正弦波にし、トランスに入力して100Vを出力するというものが完成しました。
キャプチャ
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インバータ部はPIC16F1778でPWM信号を生成し、適当なドライバと適当なMOSFETで組んだフルブリを動かしています。
フルブリからの出力はLCフィルタを通してトランスに入力されます。

最終的な出力波形。思ってたより綺麗でした。
DS1Z_QuickPrint107

負荷として50Wのハンダゴテをつなげてみたところ、85Vrmsにまで低下してしまいました。このときのバッテリー端子電圧は10.3Vくらいだったと思う。死んでたバッテリーだしこんなもんよね。


結果として停電は免れ、インバータを使うことはありませんでした。しかしすぐ隣の地区では数時間停電してたようで、自分の地区でも停電してもおかしくなかったようです。備えあれば憂いなしですね。

Q. 今なんかやってんの

特にはやってないんですけど、ターボ扇風機やりました

誘導モータを回してみたかっただけで扇風機が身近にあったので回してみました。
クッソ適当にフルブリッジ作ってマイコンで信号作って動作させるだけです。
周波数はよくわからなかったので通常の2倍の100Hzにしてみました。
電源は昇圧チョッパを使って電圧をいい感じなところに調節できるようにしました。



電圧を450Vにしてもまだ回転数が上がりそうだったのでf=100Hzはちょっと高かったかもしれない
周波数変えようとしてなんかいじってたらどこかの配線ショートして素子死んだので終わりです。


あとX230にSSDを追加しました。

DSC_0288

はやいです

部活が結構忙しくてほとんど自分の時間がないのつらい 

レールガンを携行型にできるかもわからんね

久しぶりの更新ですがとりあえずおうち引っ越しました
その影響であんまり工作ができてないのですがそれまでにやったことかきます

NT用れるがんでは400Jで効率2.3%とかいうまぁまぁな効率を記録したわけです。音速超え、出力10Jくらいです。
そこでちょっと思いついたのですが、400Jって意外と持ち運べそうだし携行型レールガンワンチャンあるんじゃね...?って
目標は音速超え、出力10J以上効率2%以上とします。 


スイッチ。
スパークギャップスイッチや電解孕みなどは大電力を扱える利点はありますが、溶着するし効率も悪いし接点もいずれ消耗してしまうので携行型は半導体化が不可欠です。
今回はこのサイリスタを使います。スペックは1.2kV560Aパルス6.3kAです。これくらいのスペックだと何kJとかいけるんじゃないかな(よくわからん)(インダクタを挟めば云々かんぬん)

CIMG0008

電極となる適当なアルミバーと端材アクリルを切り出して挟み込んで完成じゃ

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CIMG0005

雑だけど試作なので問題ない


で、あとは普通に配線して撃つだけ。
レールガン本体はNT用れるがんでいきます。
充電はZVS不ドライバーを使ったよ

結果

CSS4d2MVEAAxe5K

普通に音速超えてるやんw
コレは期待できそう

入力486J
出力412m/s 6.79J
効率1.55%
でした。1.5%程度でも弾が軽いから音速超えちゃったんやね


もう一回撃ってみると

CSTPdX0UEAAxe2O

500m/s超えました。
出力538.7m/s 11.608J 
効率2.611%でした。
実はこの子の効率過去最高記録だったり。 


動画



ZVSドライバーのチャージ音がかっこいい
電圧とか初速は見ての通り
出力413.2m/s 10.244J
効率2.213%

という感じで意外と携行型も夢ではないようです。
目標も軽々と超えてしまったので効率3%超え目指そうかなーって思ってます。
いいこと思いついてたりするし、あのなかた氏とお話してたらいいこと聞いたんで早く実験してみたいなぁと思ってます(するとは言ってない)
現段階では充電回路が問題になってます。ZVSドライバーは安定性がないしチョッパは出力若干低いし

そういえば携行型構想を考えてる最中に外人が携行型レールガンを作ったという記事がTwitterで流れてきました。
http://www.gamespark.jp/article/2015/10/19/61052.html 
いやーなんか先越された感じがしてなんとも言えないですが....ってこれデカすぎやん!本人も重すぎてすぐ床おいちゃってるやんけ...この1/4くらいの大きさで作れたらなーと思ってます
でも流石は海外見た目がロマンがあるなぁ
記事をよく読むと殺傷力がーとかいってますのであまり威力を求めるのもいけないかもしれませんね。出力10Jでもかなりの威力があるしね。でも兵器として作ってるわけじゃないんだよ僕は
兵器として作ってるわけじゃないけど傍から見たら兵器作ってるのと一緒だもんねーうーむ 


それとなんとなく三相インバータとか作ってた

CSkdgcBU8AINAuc
 
基板が三層になってます 三相だけに
ゆーて各基板ともスペース半分以上余ってるからただの基板の無駄なんだよね
マイコン→ゲートドライバ→MOSFETって感じでシンプルな作りになってます。
三相インバータとして作りましたが、プログラム次第で2つの半橋だけ動かして単相を出力したり色々できます。

なんかから剥ぎとった三相モーターを回してみてます 
 


精密?な制御はしてないのですぐに脱調します。

とりあえず引っ越して少ししか経ってないのでまだごちゃごちゃしてるし片付いてもどうせその頃にはテストとかもあるから工作の進捗スピードは0に等しいかもしれないね
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