Nゲージレイアウト国鉄露太本線建設記

運転よりシナリー重視コンセプトで、昭和40年代後半の風景再現を目指しレイアウトを製作中です。映像・画像を交えながら、製作記に加え、随想や旅行記も発信します。2016年9月より延伸線建設に着手しました。

露太本線の良く解るポイント切替電気講座⑤

標準技法化されているコンデンサポイント切替に不安を感じて本講座を開講しました。 最終的にはKATO・TOMIX・Pecoそれぞれのユーザーに対し、『こうすれば確実動作と寿命・安全性を両立できます』と推奨回路を提示する義務が生じたと考えています。


ここまでTOMIXポイント・マシンで解説を進めてきましたが、その後の調査でKATO・Pecoはポイントマシン仕様が大きく異なる事が判明しました。 本講座前回の安全対策ポリスイッチはKATO・Pecoユーザー推奨品が異なります、記事修正しましたのでご確認ください。 今回は最初に純正スイッチとコンデンサ切替の違いについて解説します。

TOMIXポイントをTOMIXパワーパック切替出力端子を使い2200μFアルミ電解コンデンサで切り替えた時のソレノイド電流波形は青線の様になります。 純正スイッチの電流一定に対し、最初の一瞬は同じですが急激なカーブで電流が減ります。 コンデンサ3300μFなら図T時間1.5倍、2200μFx2本ならT時間2倍の緩やかな下降曲線になります。
[注]Tは時定数で放電特性を決める値です、覚える必要はありません。

車に例えれば純正スイッチは一定トルクでスムースに加速、コンデンサ切替は瞬間出足は同じでも急激にトルク低下し後はスカスカのイメージです。 ソレノイド電流1.1A以上の安定動作領域マージンに助けられてゴール(切替完了)に辿り着いている実態です。 コンデンサポイント切替を純正マシン電圧で行うと必ずパワー不足になります。


ではアルミ電解コンデンサ容量を例えば10000μFにすれば良いのでしょうか?、答えはNOです。 パワーアップしますが電流が下降するのは同じです、むしろ安定動作不可能領域で電流が流れ続ける時間が長く、ソレノイド寿命への悪影響が心配です。

コンデンサポイント切替の長い使用実績をお持ちの『た625さん』から情報提供を受け同じく図示しました。 初期値は純正スイッチより若干高い瞬時ターボ付きですが、全体的にはパワー不足と推定しています。 筆者は純正スイッチより10-15%高い電圧駆動を推奨し、KATO・TOMIX・Pecoそれぞれの回路図と使用部品を公開予定です。 しかし上図で1/150秒と仮定している純正スイッチオン時間を計測しないと設計できません。

TOMIXからこんな製品が発売されています。 ユーザークレームの口封じでまた儲けるつもりでしょうか?、記載されている通り24V駆動ならユーザーをこれほど馬鹿にした話はありません。 信頼性度外視、やはりTOMIXは模型でなくオモチャなんですね。

本講座で有用な情報発信をする為に購入時期を早めたストレージオシロスコープです。 Arduino導入を決めた際、システム設計と動作解析に必要と腹決めしました。 帯域幅100MHzストレージオシロは筆者現役時代は100万円近くする高級計測器、それがPCI/F等の便利機能を付加して1/20の価格、技術革新速度に改めて驚かされます。

開梱しました、価格1/20で奥行きも1/20になった本体、左から電源コード、プローブ付属コード類、マニュアルです。 一体これって何?って思う読者も多いでしょね、見えない電気を見る機械です、ストレージ機能は1秒の何十分の1秒に起きた事を記録します。


とは言うものの、皆さんが子供の頃遊んだ任天堂初代ファミコンを突然目の前に出されて『このボスキャラやっつけてクリアしろ!』と言われ『どうやったかな~』の状態、加えて当時アナログが全てデジタル、使いこなすには少々時間がかかりそうです。

で、取りあえずKATOハイパーD出力波形をツマミ中央で計測してみました。 縦軸電圧5Vレンジで15VのPWM波だと解ります。 横軸時間で50μ秒レンジ、周期50μ秒すなわち周波数20kHzのPWM波と解ります。 少しはイメージが湧いたでしょうか。


ここでKATO・Pecoのポイントマシンデータが揃いましたのでまとめて公開します。

KATOポイントマシンソレノイド抵抗値測定の様子です、特殊ネジと交換用予備ポイントなので分解調査していません。 測定結果は21.4ΩとTOMIXの3倍近くです、ソレノイド巻線数を多くして少ない電流で大きな磁力を得る設計です。

同じくKATOハイパーDポイント切替出力電圧の測定結果は13.95Vでした。 Pecoポイントマシンデータは協力者から提供を受けました。

各社ポイントマシンの電気特性データ一覧表です。 各社設計思想の違いが解ります。
安全性確保ポリスイッチ推奨品を付記しました。
★KATO
ポイントマシン作動電流を低く設計し、一番安価なパワーパックで走行中にポイント操作しても定格1Aに収まります。 サーモスタット内蔵を含め、さすがに業界リーディングカンパニーの立派な設計です。
【ポリスイッチ推奨品】REXF040 、サーモスタットで安全性は確保されています。
 更に二重安全を期すならご使用ください。
・商品コード:P-00776
・仕様:0.4A トリップ電流 0.8A 耐圧 72V
・価格:30円/個
★TOMIX
一番安価なパワーパックで走行中にポイント操作したら速度変化しませんか?、ここ一連の調査でTOMIX電気設計の出鱈目さ加減に驚いています。 オモチャメーカーと思えば腹も立ちませんが、模型メーカーの顔してユーザーを騙し続けるのは許せません。
【ポリスイッチ推奨品】RUEF090
・商品コード:P-00770
・仕様:0.9A トリップ電流 1.8A 耐圧 30V
・価格:30円/個
★Peco
巻線数の少ないソレノイドを大電流で切り替える設計です、ポイントマシン切替専用電源を使用する前提です。 でも少し前時代的、3A以上は電源用意も大変です。
【ポリスイッチ推奨品】RUEF185
・商品コード:P-00772
・仕様:1.85A トリップ電流 3.7A 耐圧 30V
・価格:30円/個


備考:ポリスイッチは内部発熱により作動するデバイスで、ポイント切替の瞬時電流では応答しません、トリップ電流までの余裕が少ない方が安全性が高まります。


筆者レイアウト設計が遅滞しているので、推奨回路公開は少々時間を下さい。


ではまた。

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