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2016年 04月 07日

ポイントマシンのコンデンサ駆動(初歩的に・・・)その4 最終回

ここまで
ポイントマシンのコンデンサ駆動(初歩的に・・・)その1(3線式ポイントマシンを直流で動かしてみる)
ポイントマシンのコンデンサ駆動(初歩的に・・・)その2(3線式と疑似2線式ポイントマシンをコンデンサで駆動してみる)
ポイントマシンのコンデンサ駆動(初歩的に・・・)その3(コンデンサの機能イメージと3線式ポイントマシンのコンデンサ駆動の話)
まで来ましたが、今回が最終回です。
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はじめに、ぼち吉鉄道さんからご指摘を戴きましたが、極性のないコンデンサ(LED前照灯のちらつき防止に使うセラミックコンデンサなど)と極性のあるコンデンサ(今回使っている電解コンデンサなど)は機能が異なるので、イメージ図を分けた方が良さそうです。
そこで上の図のように区分けしてみました。
上が極性なし、下が極性ありです。
今回の一連の話に出てくるコンデンサは全て下側のタイプですが、昨日の話(その3)の中で出てくる「交流をかけたら」だけは上のタイプになります。
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さて、(その2)に出てきた、3線式ポイントマシンをダイオード2個で2線式にしてしまう「疑似2線式」ポイントマシンです。
(その2)に出した最初の図は2線式の特徴が出ていなかったので、ちょっと書き換えました。
回路そのものは間違いではありませんでしたが、見た目が悪いです(^^;;;
コンデンサとダイオードはポイントマシンの近くに置きます。
トグルスイッチを遠く離れた操作パネルに取り付けたとき、間のケーブルは2本だけで済み、配線材料の節約になります。
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↑ 例によって、これをゴム膜コンデンサで駆動してみましょう。
まずは初期状態です。
電圧はどこにもかかっていません。
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↑ トグルスイッチを+電源側に切り換えた瞬間です。
電気の流れは青い線の通りで、ダイオード(半導体)があるので下のコイルには電気が流れず、上のコイルだけ一瞬流れるので鉄芯が引かれてポイントが切り換わります。
コンデンサには圧力がかかっているのでゴム膜が右に膨らんでいます。
+電源につないだままでもこれ以上電気が流れることはありません。
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トグルスイッチを黄色コード側に切り換えた瞬間です。
電気の流れは青い線です。
ゴム膜が元に戻ろうとするので、電気は下のコイルを一瞬流れ、ポイントが切り換わります。
やはりダイオードがあるので上のコイルには電気が通りません。

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ついでなので、最近のKATO製など直流2線式のポイントマシンについても見ておきましょう。
3線式では鉄芯が動きますが、2線式の場合は永久磁石(マグネット)が動きます。
実際にはマグネットが2個あるとか、スムーズに動くように工夫されているらしいですが、その辺は(その1)でぼち吉鉄道さんにご紹介戴いたこちらをご参照ください(^^)
通常は上のような配線で、直流電源のプラスマイナスを入れ換えて一瞬通電させてポイントを切り換えます。
永久磁石と電磁石の極性で吸引、反発させているわけですね。
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この2線式ポイントのコンデンサ駆動回路はこんな風になります。
3線式と較べてもかなり簡単ですね。
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では早速、ゴム膜コンデンサで動かしましょう。
まずは初期状態、通電していない状態からです。
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↑ トグルスイッチを+電源側に切り換えます。
電気の流れも分かりやすいですね(^^)
コイルが作り出した電磁石の極性(N極)と永久磁石の極性(S極)により、永久磁石が吸引されてポイントが切り換わります。
もちろんゴム膜コンデンサにも電気が溜まります。
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↑ トグルスイッチを反対に切り換えます。
今度はコンデンサからの放電でコイルを通る電流が反対向きになり、電磁石の極性が反転するので両方S極同士となり、永久磁石が反発してポイントが切り換わります。

これでポイントマシンのコンデンサ駆動の初歩的なお話しはおしまいです。

さて次回、また車輌工作に戻ります。
ちょっと変わった車輌が入ってきましたよ(^^)
見たら「な~んだ」というようなヤツです。
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by nari_masa | 2016-04-07 17:16 | 電気制御 | Comments(6)
Commented by がおう☆ at 2016-04-08 12:27 x
こんにちわです。

ポイントマシンのコンデンサによる駆動の講座、ありがとうございました(^^♪
非常に良く分かりました。

コンデンサを取りつける位置は、2線式・3線式共にポイント付近が良いのですね。
コードを3本、ポイント付近まで取り回すか?
それともダイオードなどを含めて回路を置いて、コードは2本で行くか?
補助接点の切り替えも考えると、1分岐当たりのコード数は増えるので、2線式を使いたいですね(^^)/

コンデンサの働きが良く分かったので、今度は電解コンデンサの容量がPECOの場合は如何ほどで動くのか?
また複数を同時に動かす場合は・・・など、近々ブレッドボードも買うことにしましたので、今後線路敷設までにお試ししてみます。
Commented by トータン at 2016-04-08 12:32 x
コンデンサーの機能がこんなに複雑なものだとは思いませんでした 単に電解液が入っていて それが何の役目をしているかも判らずでした ここまで追求した記事は初めてです。
Commented by nari_masa at 2016-04-08 12:41
がおう☆さん こんにちは。いつもありがとうございます。

コンデンサとダイオードはポイントマシン付近に設置が正解ですね~。

PECOマシンの実地検証、うちではできませんので是非よろしくです。
Commented by nari_masa at 2016-04-08 12:50
トータンさん こんにちは。いつもありがとうございます。

仰る通り、実際のコンデンサは電解液が入っているだけですね(^^)

コンデンサの機能を電気屋さんが説明すると外国語になってしまうので、できるだけ日本語にしてみましたが、その分、細かいニュアンスは伝わっていない、という感じでしょうか(^^;;

電気屋さんが読むとフラストレーションが溜まりそうですので、先に謝っておきます。ご免なさい(^^)
Commented by 大村浩一 at 2016-04-08 19:05 x
 以前から交流3線式ポイントは直流でも動くのでは、と思っていたのですが、試した事はありませんでした。やってみるもんですね。
 KATOやアトラスの大昔の無道床交流3線式ポイントまで混在する当鉄道では、ポイントの統一したリモート化など不可能だと思い込んでいましたが…、コンデンサの利用まで含めての実践例と解説、脱帽です。
 半畳レイアウトで全直流2線式を、いずれ試してみようと思います。ありがとうございました。
Commented by nari_masa at 2016-04-08 19:25
大村浩一さん こんばんは。コメントありがとうございます。
アトラス!!
懐かしい名前ですね~。
それがまだ現役ですか~。
ダイオードを使った疑似2線式にすればポイント混在も可能ですね。
この方式、私もブロ友のぼち吉鉄道さんに教えて戴いて初めて知りました。
アトラスのポイントマシンの電気容量は分かりませんので、事前に検証をお願いしますね。

次の記事は大村さんのHPからネタを戴きました。
例のユーレイワムハチです(^^)


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