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調べていてもよくわからないので質問します。

NPNを使用するメリットはなんなのでしょうか?
PNPを使用するメリットはなんなのでしょうか?

なぜ日本はNPNが主流なのでしょうか?
2線式はどちらでも関係ないと聞きましたがなぜでしょうか?

安全ならなぜPNPに統一しないのでしょうか?

なぜ黒と青の短絡のみ話に上がるのでしょうか?
茶と黒が短絡したときは考えなくていいのでしょうか?

そもそも一つの回路にNPNとPNPの混載はできるのでしょうか?



質問が多くなりましたが一つ一つ電気の知識のない私にも理解できるように
御回答宜しく御願い致します。

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A 回答 (6件)

こんにちは。



制御回路の安全性のお話ですね。

NPNを使用するメリットはなんなのでしょうか?
PNPを使用するメリットはなんなのでしょうか?
→使用される地域の考え方の問題です。
 一応IEC規格の考え方(提案したEU)では、安全回路に使われる三線式センサの様なものは、PNPタイプ(ソース出力タイ  プ)でないと設計しずらくなります。
 別にPNPでなくても回路構成は可能ですが、変則的になるのでやめた方が無難です。
 特にメリット、デメリットや優劣の問題ではありません。 思想の問題です。

なぜ日本はNPNが主流なのでしょうか?
→第二次大戦後に経済や技術が米国との結びつきが大きかったから、北米仕様のNPNが主流になったと考えています。

2線式はどちらでも関係ないと聞きましたがなぜでしょうか?
→信号自体のの保護が出来ないからで、もし保護するなら論理や動作チェックですべきでしょう

安全ならなぜPNPに統一しないのでしょうか?
→最初にご説明したとおり地域ごとの安全に対する思想(実は習慣もありますが)の違いですから、統一する絶対的な必要性は無いと考えていますが、効率や誤り低減(結局は安全性にたどりつくが)の為に、IECでそちらの方向を規格化しています。
あくまで安全に関わる回路についてのお話です。
一番まずいのは同一システム(機器)内における両者の混用です。

なぜ黒と青の短絡のみ話に上がるのでしょうか?
茶と黒が短絡したときは考えなくていいのでしょうか?
→PNP推奨の思想自体が「安全に関わるクラス1機器内での電線の地絡」を考えているからです。
 電源と信号線の短絡は考えてなく、信号線とGND線の短絡ではなく、信号線と接地されているクラス1の保護接地筐体の  地絡を考えています。
 これはヨーロッパ地域(独)の思想と思いますが、安全に関わる制御回路配線で一番起こりそうで危険な事象が「配線の   筐体への地絡」と考えているからです。
 電源線の地絡は、もし安全に影響があるなら、過電流保護を行います。
 信号線の地絡はPNP(地絡時に動作しない方向の論理出力)出力にして保護します。
 GND線は筐体保護接地と同電位にして、迷走電流が起こらない様にするのが普通です
 (認められた強化絶縁や二重絶縁構造にして浮かす手法もありますが)

そもそも一つの回路にNPNとPNPの混載はできるのでしょうか?
→途中でご説明した様に、誤使用のリスクが発生するので採用する設計者は、その点を踏まえた上での採用となるでしょう。
 最近のEU指令では強化されている「リスクアセスメント」を充分考慮した上での話ととなります。

簡単にご説明出来れば良いのですが、ほとんどの電気設計者も良くわかっていない様な難しいお話なので、雰囲気がわかれば良いいのでは? と思います。

ちなみに日本国内はJISがIEC規格を丸写ししていますので、そういった規格も存在しますが、産業機器の場合は必ずしも厳密に考えなくても、と思っております。

製造物責任に関わるような万が一のトラブルにおいても、絶対にJIS規格でなければということはないと思います。
これはEU指令のように設計規格が厳密に定められていないからです。
一応、労働安全衛生法の設備機械の設計指針はありますが、参照規格までは書かれていません(日本古来の暗黙の了解ではJISとなるという役所もありますが、要は責任の取り方の問題です)

以上、参考までに
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この回答へのお礼

御回答ありがとうございます。

私自身はメカ設計で電気回路について
学んできたわけではないので
とんちんかんな質問になってしまいました(笑)

ただ、センサを選定する上で理解しておきたかったもので
質問させて頂きました。

過電流保護・迷走電流などまだよくわからない単語も
ありますが、そこは一つ一つ勉強していきます。

ありがとうございました。

お礼日時:2013/12/11 11:14

ご質問は、トランジスター素子に関するものと解釈して、



NPNを使用するメリットはなんなのでしょうか?
PNPを使用するメリットはなんなのでしょうか?

⇒過去にはゲルマニウムとシリコンとの差があって、損失の点ではゲルマニウム、熱特性ではシリコンが優先利用されていたが、シリコンで構成される現在では両者の差は無い。
強いて言えば、回路電源(正電源/負電源)とロジック極性で選択される。
アナログプッシュプルでは両者の組み合わせで構成する。

なぜ日本はNPNが主流なのでしょうか?
⇒そんなことは無い。その情報の出所は? 貴方の周辺ユーザーの個性的趣味では?
先にも書いたように、単一回路(通信)系から派生する正電源回路ではPNPが主流となり、交換系から派生する負電源回路ではNPNが多用される傾向は事実だが、総体的に見れば「NPNが主流」と言うのは無いので、視点が偏っていると思われる。

2線式はどちらでも関係ないと聞きましたがなぜでしょうか?
⇒意味不明。C-Eの2端子出力を言うのであれば、電源によって極性(接地側)が必ず存在する。

なぜ黒と青の短絡のみ話に上がるのでしょうか?
茶と黒が短絡したときは考えなくていいのでしょうか?
⇒これも意味不明。その情報の意味と出所は? CEBそれぞれの配線色?

そもそも一つの回路にNPNとPNPの混載はできるのでしょうか?
⇒現在の回路技術では逆に、混在なくしては成り立たない、と言うのが現状。

一つ一つ電気の知識のない私にも理解できるように…
⇒こう言われては、基礎知識の無い方に応用を理解していただくには無理があることをご理解ください…「猿にも解かる専門書(初心者向け)」をお読みいただくしかありませんです。
 たぶん、上記述はご理解いただけないでしょうね、残念ながら。
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この回答へのお礼

御回答ありがとうございます。

NPNが主流といったのは設備機械の光電センサや近接センサが一般的にNPN配線のセンサを標準で使用していますのでそう書かせて頂きました。

2線式云々の話は、客先のセンサの仕様で
PNP配線のセンサを使用することになっていたのですが、NPN配線のセンサを購入してしまい、3線式も2線式もPNPで買いなおしたのですが、
2線式はPNPでもNPNでもどっちでもいいと言われたものですからそういう質問をさせて頂きました。

お礼日時:2013/12/11 10:06

何の業界の何用のトランジスタなのかを明記しないので


前出の先生方に怒られるのです

電機業界とは言っても範囲は広い
アナログICのミリボルト単位から
発電所のメガボルトまで
業界は細分化されてる
違う業界の方には外国語を読まされてるような感じでしょうね

本件はFA業界の24V系センサの事ですよね
http://www.fa.omron.co.jp/guide/faq/detail/faq00 …
http://www.fa.omron.co.jp/product/special/5/seni …
安全規格
http://www.fa.omron.co.jp/product/special/safety …
http://jp.idec.com/ja/technology/safety/safetyco …

>なぜ日本はNPNが主流なのでしょうか?
アメリカ式、日本式=NPN
ヨーロッパ式=PNP

ただ単にそうした歴史上の問題
何故、日本は60Hzと50Hzと両方有るのですか?
と、同様な問題


>安全ならなぜPNPに統一しないのでしょうか?
既に作ってしまったプラントとかにはセンサ類は何万個も使ってる
もし、PNPに統一しようとしたら何百億円あっても足りない
センサ単体価格+PLC+作業工賃


>なぜ黒と青の短絡のみ話に上がるのでしょうか?
>茶と黒が短絡したときは考えなくていいのでしょうか?
ただ単にPNP派閥の戦略上の話術に過ぎないのです
NPN派閥は反論する機会を失ったままCE機械指令が成立してしまったので
今更、反論しても無意味だし
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この回答へのお礼

御回答ありがとうございます。

今回の話はセンサ(光電センサ・近接センサなど)の話です。

また、2線式云々の話は、客先のセンサの仕様で
PNP配線のセンサを使用することになっていたのですが、NPN配線のセンサを購入してしまい、3線式も2線式もPNPで買いなおしたのですが、
2線式はPNPでもNPNでもどっちでもいいと言われたものですから
そういった質問をさせて頂きました。

お礼日時:2013/12/11 10:03

NPNもPNPも両方使いますよ。


オーディオアンプや、ラジオの自作をする時は、たいてい、NPNとPNP両方使いますよね?

特に、同じ特性のNPNとPNPを同時に使うものには、プッシュプル増幅回路を使ったオーディオアンプなどがあります。
これは、プラスの波形と、マイナスの波形を、それぞれNPNとPNPトランジスタが別々に受け持つので、特性が同じでないと音声の波形が崩れてしまいます。
http://www.gxk.jp/elec/musen/1ama/H15/html/H1504 …

この場合、NPNとPNPが、全く同じ特性のものが必要になります。
片方が優れて、片方が劣っていたりすると困ります。
例えば、2SC1815(NPN)と、2SA1015(PNP)は、全く同じ増幅率、真逆の特性を持ちます。
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この回答へのお礼

御回答ありがとうございます。

お礼日時:2013/12/11 09:59

>>2線式はどちらでも関係ないと聞きましたがなぜでしょうか?


>>なぜ黒と青の短絡のみ話に上がるのでしょうか?
茶と黒が短絡したときは考えなくていいのでしょうか?

意味不明の質問です。

>>そもそも一つの回路にNPNとPNPの混載はできるのでしょうか?

できます。そういう回路は電子回路の書籍に紹介されてますし、私も作りました。

ちなみに、シリコンでPNP,NPNのどちらのトランジスタも作っています。

電気的知識がないことはいいとして、なにを質問しているのかわからない意味不明な質問ばかりですね。
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この回答へのお礼

御回答ありがとうございます。

2線式云々はセンサの仕様でPNPを使用することになっていたのですが、NPNのセンサを購入してしまい、3線式も2線式もPNPで買いなおしたのですが、
2線式はPNPでもNPNでもどっちでもいいと言われたものですから
そういった質問をさせて頂きました。

お礼日時:2013/12/11 09:59

NPNはシリコンがベースなので、ゲルマニュームがベースのPNPより、


熱に強いので、大きな電流が取り扱えます。
この事がトランジスターがNPNが主流になった、大きな要因です。

NPNとPNPのトランジスターは混載して使用出来ますが、わざわざ性能の
悪いPNPを使用する事はないでしょう。

他の質問は、私には内容、意味、主旨が判らないので、回答不可です。
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この回答へのお礼

御回答ありがとうございます。

そういう経緯があったのですね!!

お礼日時:2013/12/11 09:55

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> 電源200V単相と3相の違い…

すでに三人の方から回答があるとおりですが、まだ出ていないことを補足します。
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Q三相200Vを単相200Vで使用したい

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Aベストアンサー

いくつか逆質問になります。

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(b) 蛍光灯・水銀灯、エアコンなど。

(a) のグループでしたら、三相電源に単相負荷をかけることは一般的に認められます。
(b) のグループは、単相三線式の電源で使用することが基本であり、三相電源からの使用は認められません。

【2】 前項の(a)であるとして、単相負荷の容量はどのくらいですか。また、三つに分割できますか。

【3】 三相電源の接地形態はお分かりですか。
(a) 動力専用バンクの三角 (またはV) 結線で一線接地。たぶん S線が接地されている。
(b) 灯動兼用バンクの V結線で、中性点接地。たぶん S線とT銭の中間で接地されている。

(a) のケースで単相負荷を取り出すには、三つに分割できる場合は、各相に均等になるように。(b) のケースでは、電灯と共用されている変圧器の容量が大きいので、中性点が接地されている相につなぐ。

【4】 電力会社との契約種別。
(a) 低圧。
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いくつか逆質問になります。

【1】 単相200Vの負荷は何でしょうか。
(a) 電熱器・電気炉、溶接機など。
(b) 蛍光灯・水銀灯、エアコンなど。

(a) のグループでしたら、三相電源に単相負荷をかけることは一般的に認められます。
(b) のグループは、単相三線式の電源で使用することが基本であり、三相電源からの使用は認められません。

【2】 前項の(a)であるとして、単相負荷の容量はどのくらいですか。また、三つに分割できますか。

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Qモーターの定格電流の出し方

三相200v5.5kw定格電流22Aのモーターなんですが全負荷運転で22Aの電流が流れるって事で良いのでしょうか?
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Aベストアンサー

・全負荷運転で22Aの電流が流れる
で、OKです。

・定格電流が分からないモーターの電流値
5.5kWは軸出力なので、電気入力(有効電力)に換算するために、効率で割る必要があります。
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結果、
{出力/(力率*効率)}/(√3*電圧)
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JISC4210 一般用低圧三相かご形誘導電動機
JISC4212 高効率低圧三相かご形誘導電動機
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カテゴリが違っていたら、申し訳ありません。
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Aベストアンサー

こんにちわ!
いつも質問ばかりしていては、皆さんに申し訳ないので、微力ながら知っている範囲でお答えします。
ご参考にして頂ければ幸いです。

定格電流は、その遮断器に連続的に電流が流れ続けた時の動作の限界値を表していると思います。
限界値である定格電流値になった場合の動作は、日本の規格(JISなど)では、不動作の状態を維持する最大値を表しています。
しかし、諸外国では、動作する値を表す場合も多いようです。(例えば、アメリカ製など)
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しかし、アメリカ製の250AF/225AT(フレームという概念についての説明は、割愛します)の遮断器に225Aの電流を流すと遮断器はOFF動作を起こします。
これは、規格の考え方の違いでどちらが正しいとかという問題ではありません。しかし、一つの電気設備で、複数の規格を採用しなければならない場合などは、保護協調上注意を要する点であります。
この定格電流値以下で遮断器を利用している限り、遮断器の開閉操作を行ったとしてもメーカーが保証する回数まで(一般に数千回~数十万回)は、操作が可能である値という意味もあります。

一方、遮断容量は、その遮断器が、流れている電流を遮断できる最大の容量を表していると思います。
一般的に電気的な容量とは、電圧×電流×時間で表されます。これは、エネルギーの容量を表し、遮断容量の場合も同じです。よって、容量であるにも関わらず電流値であると捉えらえることは間違いだと思います。
しかし、現実には、遮断容量が、電流値で表されていることが多いのも事実です。
その理由は、日本の(多分全世界でそうだと思いますが?)電源事情が、定電圧送電方式となっているからです。即ち、電圧の項は、定数として扱えるため、変数となる電流値で表せば事実上問題がないのと、実用上合理的となるからだと思います。
実際の遮断器に書かれている、遮断容量の記載を見ると判るのですが、使う電圧によって遮断できる電流値が変わります。これは、遮断容量が変わるのではなく、遮断容量は同じであるため、遮断できる電流値が変わることを意味しています。
同じ型の遮断器を異なる電圧で使用する場合など勘違いし易いので、注意が必要です。また、動作時間が変更できる機能がある場合も遮断できる電流値は変わってきますので注意のほど。
電流を遮断すると言うことは、アーク電流によるエネルギー放出(一般的に、熱、音、光の形で放出される)を、遮断器構部分で絶えうる必要があります。
定格以上の容量を遮断しようとすると熱により接点が溶着したり、溶断してしまうことがあるようです。

最後に、遮断容量の大きいものの方が良いのかどうかと言う点については、必要な遮断容量が確保されていらば、最小値でかまわないと思います。
皆さんもご指摘している通り、遮断容量が大きくなると、値段、寸法、納期(受注生産品になったり)が大きく(高く、長く)なります。
必要な容量とは、その回路に流れる最大の電流値(容量を電流値で表した場合)で決まります。一般的に、最大電流値となるのは、短絡時となります。
ただし、エネルギーの供給源は、電源だけとは、限りません。例えば、三相誘導電動機が接続されていると電動機の運動エネルギーがエネルギー供給源となり数サイクルの間電源となりますので注意が必要です。
さらに、定格電流を超える電流値を、遮断した場合は、メーカーの保証動作回数までの動作が保証されるわけではありません。
短絡電流の遮断については、動作特性をよく調べて使用してください。経済性を無視すれば、一度短絡電流を遮断した遮断器は、交換すべきだという人もいます。

以上、だらだらと述べましたが、少しでも参考になればと思います。

こんにちわ!
いつも質問ばかりしていては、皆さんに申し訳ないので、微力ながら知っている範囲でお答えします。
ご参考にして頂ければ幸いです。

定格電流は、その遮断器に連続的に電流が流れ続けた時の動作の限界値を表していると思います。
限界値である定格電流値になった場合の動作は、日本の規格(JISなど)では、不動作の状態を維持する最大値を表しています。
しかし、諸外国では、動作する値を表す場合も多いようです。(例えば、アメリカ製など)
具体的に言うと、日本製の225AF/225ATの遮断器に...続きを読む

Q3相電動機の消費電力の求め方

3相電動機の消費電力の求め方について質問です。

定格電圧 200V
定格電流  15A
出力   3.7KW

上記の電動機ですが実際の電流計指示値は10Aです。
この場合の消費電力の求め方は
√3*200*15=5.1KW
3.7/5.1*=0.72
√3*200*10*0.72=2.4KW
消費電力 2.4KW

このような計算で大丈夫でしょうか?
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

出力は軸動力を表しているので、消費電力はそれを効率で割る必要があるかと思います。
概算で出してみると、定格での効率が85%程度と仮定すると、定格時の消費電力は3.7/0.85=4.4kW程度になります。
この時の一次皮相電力は、5.1kVAで、無効電力Qnは√(5.1^2-4.4^2)=2.6kVar程度になります。

この無効電力は励磁電流が支配的でしょうから、負荷によらず変わらないとすると、軽負荷時に線電流が10Aになったときの皮相電力は√3*200*10 で3.5kVAで、このときの有効電力は√(3.5^2-2.6^2)=2.3 kW という具合になりそうに思います。

Qブレーカー容量のだしかた

ブレーカーの定格電流のだしかたを教えていただきたいのですが?
単相100/200Vのときと、三相200Vのときです。
例えば20Kwのときはどうすればいいのでしょうか?のように例えを入れてくだされば幸いです。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>12000/(200/1.732)=34.64Aでいいのでしょうか?このような場合ブレーカー容量は40Aでいいのでしょうか…

ブレーカー容量は電線の太さで決まり、電線の太さは許容電流と電圧降下で決まります。
許容される電圧降下を1%とすれば、電線こう長12mまでVVケーブル8mm2でよく、ブレーカーは40Aです。
電線こう長が12mを超え21mまでなら14mm2で50A、21mを超え33mまでなら22mm2で75Aとなります。
電圧降下が2%とか3%とかまで許されるなら、電線こう長はそれぞれ2倍、3倍となります。


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