変圧器の暴走

(2013/11/27)

タイは220Vの電圧ですので、日本から持ち込んだ機種はそのままでは使えないものが多いです。バッテリーチャージャーやACアダプターなどで100-240Vと記載のあるものがある場合は、220Vのコンセントに差し込んでも大丈夫ですが、それ以外は無理です。もしつないだら、電気製品の方が飛ぶでしょう。場合のよれば発火することもあります。

ACアダプターも内部のダイオードで変圧整流しているから使えるわけですが、コードが細いので、できたら100Vに電圧を落とした方がいいでしょう。

タイの220Vに耐えられるコンセントはこのように大型で耐入力の高いコンセントです。

01-transe_1078.jpg

220Vから100Vに下げるには変圧器を使います。
ACアダプターのような小電力の電化製品の場合はダイオードによる変圧でも大丈夫ですが、100Wを超える場合はトランスを使います。

入力側の容量(入力電圧×入力電流) = 出力側の容量(出力電圧×出力電流)となりますので、ここで入力電圧:220V、出力電圧:100Vの場合を考えてみます。

02-trance20.jpg

より交流電力100Wは、出力電圧100Vの場合、出力電流は1Aですので(力率を1として)

03-trance30.jpg

の式より入力電圧が220Vの場合は、入力電流は0.455Aになります。

実際にはトランスにも損失があります。ほとんどが熱として発散されます。

トランスを構成する材料の内一番デリケートなものは絶縁材料です。
周囲温度40℃の場合、絶縁材料の温度限界は意外と低く温度上昇限度が100度という高耐熱素材を用いても、許容最高温度は140度です。
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そこで、220V/100V変圧器を取り付けました。内部に大きなトランスのついたものです。
耐出力は500Wということになっています。

この変圧器につないであるものはパソコン(50W)だけですから許容範囲ですが、ここにホームベーカリー(450W)をつないで動かしていたら、ホームベーカリーのモーター作業時は大丈夫でしたが、パン焼き作業中に変圧器が飛んでしまいました。

ヒーター加熱に耐えられなかったようです。

変圧器を調べるために、つないでいた器具をすべて外し、まずヒューズを2Aに下げてテストをしてみます。発火するといけないので、念のために変圧器の下に板を置いておきます。

04-transe_1086.jpg

2Aのヒューズでは一瞬で溶けてしまいました。それと同時にキナ臭い匂いもたちあがります。

そこで変圧器を開けて調べてみます。内部にコンデンサーがあると感電しますので念のため、コンセントを抜いて1日放置してから作業を始めます。(開けてみたらコンデンサーは使われていませんでした)

一次コイル側は外見上は異常がありません。

05-transe_1081.jpg

二次コイル側の絶縁紙が黒くなっています。シールドも溶けだしているようです。

06-transe_1079.jpg

二次コイル側のシールドを剥がしてみると絶縁紙が炭になっているのがわかります。断線もあります。

07-transe_1084.jpg

ヒューズは5Aですので、500W以上の負荷がかかったことになります。実際には5Aを超えたら直ちにヒューズが溶けるわけではないので、限界温度が1時間以上つづいたか、限界温度に耐える絶縁体素材でなかったために内部でショートして過大電流が流れて大きなの負荷がかかったことになります。

ホームベーカリーのようなヒーターの電化製品の場合は、変圧器内で過熱によるショートが起こり、異常電流がヒューズを溶かしたものでしょう。

ヒーター機器の場合、耐出力が1000Wタイプのほうが安心なようです。


JIMMY

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