交流から直流への変換についての質問です。タトゥーマシンの稼働が安定しないで悩んでいてある方のブログで

交流から直流への変換についての質問です。タトゥーマシンの稼働が安定しないで悩んでいてある方のブログでこんな文章を見つけました。
『まず、家庭用の交流電圧をパワーサプライで直流電圧に変えてマシンを走らせているわけですが、どうやら完全な直流電圧になっているわけでは無いようで電圧にムラが生じている事が原因のようです
このムラをダイオードブリッジで整えるとあらビックリ(^ ^)』

説明では電源の出力側からでているクリップコードのプラグにマイクロヒューズとブリッジダイオードをつけてマシンに接続みたいな感じでした。

もし間違ったらパワーサプライがつぶれたりしないかこの方法が正しくて大丈夫なのかと心配です

わかる方いたら回答よろしくお願いします

質問者からの補足コメント

• amerikaumareさん
  パワーサプライは多くのタトゥーアーティストが使用している電源です。安物などではありません。
  それが原因かはわかりませんが実際に不安定になるので困っているんです
  
  回答いただきありがたいのですが間違いを指摘されるなら正しいと思われる方法や助言などであれば幸いです。

    補足日時：2019/07/13 06:02

• air_supplyさん
  詳しく回答いただきありがとうございます
  あまり深い知識がないので理解していない部分がありますがとりあえずやめておきます。かなり長い期間この不安定な状態を解消できず思い当たること少しでも可能性のあることは対策としてやってきまつもりですがどうしても改善しません(*_*)
  交流安定化電源、直流安定化電源、コード類、その他マシンに干渉する設備は全て新しいモノにしてスタジオ引っ越して新しい環境でスタートしてもまたおなじことがおきるのです。もう打つ手がないぐらいに悩んでいるのですが、タトゥーマシンのコイル、キャパシター、この二つの電気の回路で成り立っているのが原因なのかと思ったこともありますが電気の知識などなくネットで調べても難しすぎてわからないのです。

    補足日時：2019/07/13 06:06

• 電圧が不安定というかその現象が起きたときの電圧はテスターで計っても一定でした。
  しかしコイルの磁力が弱くなったり強くなったりするのでなにかほかに原因があるのかと。
  タトゥーマシンの構造を無知な私が説明することは余計に間違った情報を与えてしまいそうなのですが簡単に言えばマシンフレームの上に二つならんだコイルに電流を流してコイルの上に鉄のバーをスプリングで浮かした状態で配置してそのバーの先端に電源からくるプラスとマイナスのコンタクトポイントをつけて電流を流すとコイルが磁力になり鉄のバーをひきつけます。それと同時に離れたコンタクトポイントのせいで電流が流れなくなりまた鉄のバーはスプリングの力で上に引き戻されます、するとまたコンタクトポイントが接触して、、、の繰り返しで鉄のバーが高速で上下運動してその先端の部分に長いニードルバーをつけバー先についている針が上下し肌に刺さると言う構造です。

    補足日時：2019/07/13 06:07

• このプラス側の電流に電源とコンタクトポイントの間にキャパシターを繋いでいます。47UF がもっともスタンダードで100UF 等数字が増えると鉄のバーの動きが遅くなりますがコイルの吸引力?(鉄のバーを引き付ける力)が強くなります。数字が小さくなるとスピードは早くなり吸引力は弱くなります。
  わかりづらい説明ですがご理解いただけましたでしょうか？
  この吸引力が電圧変動以外の原因で強くなったり弱くなったりする原因があるのでしょうか??

    補足日時：2019/07/13 06:07

• ご返信ありがとうございます
  
  接点復活材は使用済みです
  キャパシターの容量は100が限界でそれ以上になると肌にたいしてパワーが強すぎて大ケガをしてしまうのでこれ以上はあげれないんですよ(*_*)
  マシンの写真添付しておきます
  キャパシターの役割はかなり勉強になりますね
  少し考えて頭を整理してまた捕捉(質問)しても大丈夫ですか？
  
  ほんと助かりますありがとうございます

  
    補足日時：2019/07/13 17:41

No.4 回答者： air_supply 回答日時： 2019/07/13 18:08

ANo.3 です。

接点復活剤はもう使っているとのこと了解です。となるとなんでしょうね？

それとせっかくの写真は、解像度が低く拡大しても文字は殆ど読めなくて、機械の部分は暗くて良く判らなかったです。なるべく大きな画像で貼って頂くと、きっと文字も読めるようになるでしょう。

また、｢安定度を上げる場合は、1000μF (耐圧は電源電圧の 1.5～2 倍程度)くらいの電解コンデンサを出力に入れると、リップルや脈動を防ぐことができます。｣ と言うのは、47μF の代わりに入れるのではなく、大元の直流電源に追加してより電源電圧の安定度を上げるようと言うもので、動作には直接関係ない部分の話です。

直流電源の問題でしたら、下記のような可変型の電源を用意して使ってみたらどうでしょう。電圧範囲や電流容量など各種ありますので、サンプルとして挙げておきます。スイッチングレギュレータ方式ですが、安定して負荷電流を流すことができます。

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No.3 回答者： air_supply 回答日時： 2019/07/13 15:47

ANo.1 です。

タトゥーマシンの説明ありがとうございます。なんとなく構造がわかってきました。電源を入れるとコンタクトポイントを通じて電磁石に通電され、それでスプリングが支えられているロッドが動作、動作するとコンタクトポイントが離れて電磁石が OFF になり、スプリングの力で元の位置に戻る。そうすると、再びコンタクトポイントが接触して通電し、ロッドが動作する訳ですね。

電源とコンタクトポイントの間に、キャパシタ(恐らく有極性の電解コンデンサ)が入っているようで、47μF が標準で 100μF にするとゆっくりと強く動作するのですね。逆に容量を少なくすると、速く動作するけど力は弱くなると言うことでよろしいでしょうか。

元の直流電源の電圧自体は、テスターで測定したところ安定していると言うことですね。

原理的は、キャパシタが入っているので、コンタクトポイントが離れても充電電流が流れ電磁石を励磁し続けます。コンタクトポイントが接触している場合は、キャパシタの両端は短絡していますので、完全放電状態です。キャパシタは、充電電圧が電源電圧に達すると電流が流れなくなります。キャパシタの性質上、放電状態では最大の電流が流れ、充電されるに従い電流は減って行き、完全に充電されると流れなくなります。そうなると、電磁石が OFF 状態となって、ロッドが元の位置に戻ります。この繰り返して、振動するのでしょう。

キャパシタの容量を 100μF にすると、容量が大きい分充電時間が長くなりますので、電流の流れる時間も長くなり、ロッドがより強く引き付けられて、結果動作が遅くなります。少ない容量場合は、直ぐ充電が完了してしまい、引き付ける時間短くなって力が弱くなり、その代わり速度が速くなる訳です。

これを作った方は、単純な割には効果的な、素晴らしい機構を考えたようです(拍手)。

不安定になる要素は、

1. 電源電圧：これはテスターで測定されていますが、デジタルテスターでしょうか？

デジタルテスターは、サンプリング周波数と言うものがあり、一定の間隔で測定しています。直流レンジでは、突発的に脈流に対応できませんので、ある電圧に収束して表示します。アナログテスターの場合は、脈流を測定すると、針が微妙に振れるのですぐわかります。

どのような電源かはわまりませんが、安定化回路が入っている場合は、あまりそういうことはないでしょう。安定度を上げる場合は、1000μF (耐圧は電源電圧の 1.5～2 倍程度)くらいの電解コンデンサを出力に入れると、リップルや脈動を防ぐことができます。

2. コンタクトポイント：接触が悪いと、キャパシタに充電する電流がバラつきますので、動作の不安定さに繋がるでしょう。

これは、キャパシタの容量を都度変えるような感じになります。これが、最も怪しい気がします。コンタクトポイントがどのようなものかは判りませんが、スパークが発生するようだと、汚れなどが付着していないでしょうか？

下記のような接点復活剤を使うと、接触抵抗が減り確実にコンタクトできるようになります。ただし、タトゥーマシンに合うかどうかは判りませんので、使う場合は自己責任で。

http://amazon.co.jp/dp/B000TGO0ME　←　￥850　KURE 接点復活スプレー #1424 220ml

No.2 回答者： amerikaumare 回答日時： 2019/07/12 22:40

あなたが同じような改造をするのはお勧めできません。

ブリッジダイオードの片方しか使ってないし、マイクロヒューズ（じゃなくて普通のヒューズでいいし　何アンペアなのかも書かないなんておかしい）を使うところじゃないし、
そのブログの内容も怪しいですね。
パワーサプライとはどんなものなのでしょう。　安物のＡＣアダプターみたいなことを言ってますね。

タトゥーマシンがどんな負荷状況なのか知りませんが　パワーサプライと言っている電源装置がちゃんとしたもので電流容量に余裕があれば安定化されていて電圧変動はないはずです。

No.1 回答者： air_supply 回答日時： 2019/07/10 19:45

恐らくタトゥーマシンの電源は、交流を整流しただけのものではないでしょうか？ ただ、電源として完全な勅中で良いのかどうかが判りません。

整流回路には、半波整流と全波整流があります。半波整流は、交流の半サイクルを取り出し、平滑回路なしだと脈流になって負荷は振動します。全波整流は、全サイクルを取り出し、平滑回路なしだと半波整流の 2 倍の周波数で負荷は振動します。何れも、トランスを使って降圧している場合は、負荷が変化するとトランスの容量によっては出力する電圧が大きく変動します。

電源回路の設計法
http://www.picfun.com/partpwr.html　←　(1)半波整流回路と(3)ブリッジ型全波整流回路

平滑コンデンサを入れると、谷の間が埋まって直流となります。本来なら、この状態で電源をして使いますが、より安定した電圧を得るためにはこの後に安定化電源回路を設けます。それが、【全波整流回路の設計】になります。これですと、負荷容量が許容範囲内であれば、出力電圧の変動はありません。常に一定となります。

添付の写真だと、マイクロヒューズ経由でブリッジの ｢～｣ (交流入力)に接続され、｢ー｣ 側からマシンの ｢＋｣ に接続されているようですが、これだと電流が流れません。これは ｢＋｣ は ｢＋｣ ではないでしょうか？ であれば、ブリッジの内のダイオードを 1 個通過しただけですので、 問題はないような気がします。

正確には、全体の回路図が必要ですね。ブリッジの部分は下記のような感じではないでしょうか。