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12V.24V.30V.36V.42V.48V各種モータ用が勢ぞろい！
最近の各種自動機械装置、自動計測システム、ロボット、工作機械や搬送システムには、多くのモータやソレノイド等の駆動機器が使われています。
これ等の用途によって、駆動力が最優先される場合や、速度・応答性が要求される場合、位置決め精度が要求されるなど、その強みの組み合せ等により、モータの種類や制御システムも直流モータ、交流サーボモータ、ステッピングモータなど各種制御方法が変わってきます。
当然の事ながら直流電源を供給するスイッチング電源も出力電圧のバリエーションだけでなく、各種駆動機器に求められる機能（例えば、大きなピーク電流）に対応できるなどの各種機能が必要になります。
又一方で自動機械を設計・製造される顧客において、厳しいコスト優先で電源を選定されるがピーク電流対応で、必要以上の大きな電源を選定される等の矛盾とミスマッチを多く拝見することがあります。ニプロンとしては、この度GPSAシリーズ電源に於いて、モータ負荷用として定格の３倍近くピーク負荷が取れる改良を加えたことを機会に、顧客の電源選定の最適法の提供を考え、本メカトロ電源特集を企画しました。
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実負荷（ワースト条件）時のピーク電流に対する出力電圧の状態を調べる。
今回、実負荷例2の波形について、検討します。
負荷：モータローラ、電源：OZP-120-24を使用し測定した波形です。
波形を見て分かるように、ピーク負荷電流がOZP-120-24のピーク出力値、さらにはOCP値（実測値）を超えています。
これでは、OZP-120-24は使用できないと判断されがちですが、
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を行うことで、OZP-120-24が使用できる可能性があります。
�―侘賄徹気陵遒噌�みを確認する
モータ起動電流等のピーク電流がOCP値を超えると電源の垂下特性による出力電圧の大きな落ち込み（ΔV）が生じます。
このΔVの値が10％以上落ち込んでいる時はOCPが動作していると判断できます。
しかし、5％以内であれば電源のインピーダンスによる過渡的電圧低下領域であり、心配の必要はありません。
本波形での落ち込みは、92mV（-0.4％）であり問題ないと言えます。
これは、OCP値を超えるピーク電流が流れた場合でも、電源の出力コンデンサに充電されたエネルギーから出力を補っているためであり、一定期間は出力電圧が大きく落ち込むことなく安定した出力を維持することができます。
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では、どの程度の時間のピークパルス負荷で、どの程度落ち込むのか。
OZP-120-24を用い確認した結果を以下に示します。 |
定格5A負荷の状態から、17Aのピークパルス負荷を��100us、��200us、��300usの時間とった波形です。それぞれ電圧の落ち込みは、
��-0.48V（-2.0％）、��-1.04V（-4.3％）、��-1.52V（-6.3％）となり、
�△�200us期間内であれば、負荷変動-5％以内の安定した出力を得ることができています。※
なお、これは、出力容量の異なる電源（当社の電源）の場合でも、出力容量と、フィルタ（出力側のLC）値は比例傾向にあるため、同様の値を目安とすることができます。※
※負荷電流値等によっても変わってきますので、一つの目安としてお考えください。
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ピーク電流による電圧の落ち込みが問題なしと判断できた場合、次に出力のおおよその平均電流を算出し、熱的に連続運転が可能かを確認します。 |
上波形を、赤枠の波形と仮定し、平均電流を求めます。
求めた平均電流が、電源出力電流の70％以下であれば、使用可能と判断できます。
今回の波形では、赤枠部の平均電流が約3Aであり、OZP-120-24の出力電流の70％（定格5A×0.7=3.5A）以下であるため、連続使用可能と判断できます。
このように、ピーク負荷電流が電源のOCP値を超える場合であっても、必要以上に容量の大きな電源に変更する必要はなく、そのまま使用できる可能性がありますので、このような場合は当社にご相談ください。
なお、�∧振囘杜�を確認する は、測定器の機能で実効電流を測定し、
実効電流が電源の定格電流以下であることを確認することでも判断できます。
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OZP-170-24電源を使用し、ピーク電流は12.5A以下で、周囲温度45℃の時に推定寿命を7年以上持たせたいとした場合の実効値負荷電流Iormsの値はどれ位取れるか、右図（OZP-170-24）から45℃と7年の交点となる負荷低減率は80%となり、Iorms=7A×0.8=5.6A
Ioピーク=12.5A以下が得られます。
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モーター負荷に最適な、GPSAシリーズの二段過電流（OCP1,OCP2）保護特性 
負荷電流がOCP2を越えると出力電圧は垂下領域に入り、その状態が300ms以上継続すると出力は停止します。
負荷電流がOCP1越えると5秒タイマーが働き、5秒以内にOCP1以下に戻ると同タイマーはリセットします。又、5秒以内に戻らない時は出力が停止します。過電流で出力遮断が行われた後のリセットは、AC入力遮断後、10秒以上経過後にAC入力を再投入すると復帰します。但し、5秒以上継続する過電流要因は除去して下さい。連続的なパルス負荷に対する耐量は5秒未満のOCP2以下のピーク電流は、OCP5秒タイマーが復帰するため何度繰り返しても使用できることになりますが、実効値換算出力電流で定格出力電流以下になる様にして下さい。しかし、万が一そのパルス電流が定格をオーバーして使い続ける誤使用があっても、内部の過熱保護回路が作動し、電源の破損を防止する安全設計となっています。
OZP-120/OZP-170シリーズ電源の場合は、GPSAで採用している5秒OCPタイマーは使用しておりませんので、定格以内の実効値負荷電流でご使用下さい。万一の誤使用に対しては過熱保護で守ります。 |
グリーン化時代では、トータル効率の高いモータ用電源が求められる。
モータが使われる装置の環境は悪い場合が多いため耐環境性を強化することが可能です。
モータローラコンベアは、沿岸の工場や倉庫などで使用されることが多く、粉塵以外にも潮風による電源内部への粉塵・塩分の堆積による事故、又繊維機械等では導電性の糸くずの付着による事故もあります。
ニプロンでは実装プリント基板の両面ディップコーティングとパワー半導体のリードへの絶縁チューブ通し等の対策で耐環境性を強化しています。 |
機械振動・衝撃に対して強い電源が求められる
医療機器の回転部分に使用される電源、バイブレータに組み込まれる電源は絶対的に両面スルーホール基板を使用した電源を使うべきで、更に比較的重量が重く、大きい電子部品には振動対策として特別にシリコン固定等を行う対策が求められます。
ニプロンでは耐振動衝撃対策を行った機種を用意すると共に特別な対応をお受けします。 |
両面スルーホール基板を採用！（他社相当品は片面基板）
特に鉛フリー対応で問題になりやすい半田クラックの問題を解消。
・スタンバイ電源があると便利です
最近の傾向としては、端末機器、及び大型機械システムの電源に対して、上位ホスト系からの指示でリモートON-OFF運転が行えるニーズが増加しています。
そのため常時出力されているスタンバイ電源が必要となります。
ニプロンのGPSAシリーズ（メカトロ電源）は+12VSB 0.3A〜0.5Aのスタンバイ電源を持っています。
・PSE規格（日本国電気用品安全規格）に対応して欲しい
AC入力ラインに両切りヒューズを装備し、更に医療規格と同等の低漏れ電流のためPSE規格省令1項に対応は可能です。
・漏れ電流
AC264V、60Hzにて0.3mA以下
・耐電圧（1次-2次間）：4KV
・絶縁距離（IEC60950-1規格の約1.5倍）
・-20℃環境での動作
屋外ゲートの開閉制御用電源として、OZPシリーズのプライベート仕様を交わした例です。
屋外用途のため-20℃での動作求められましたが、OZPシリーズは標準タイプで-20℃での動作を実現！（負荷ディレーティングは必要です）
・停電検出信号付/停電バックアップが可能
GPSA/OZP全シリーズに停電検出信号を装備しておりお客様にて検出基板を製作するコストを削減できます。また、+24V出力タイプはバッテリパックを接続することで、停電時のバックアップを可能とし、NSP
Pro2で自動シャットダウンができます。
（別途ハーネスが必要）
 
・GPSA電源は低圧サーボモータドライバーからの回生電圧検出（HV信号）回路を設けています。
このHV信号を用いて外部に設けた回生エネルギー放電回路により放電させることができます。
又、本HV信号で出力異常高電圧を知らせることもできます。過電圧保護は、このHV検出レベルより高い電圧に設定しています。
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株式会社ニプロン 営業戦略室
https://www.nipron.co.jp/consultation/product.cgi
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