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  • おわりに (35d) [ 意気込んで技術面からの解明を試みたものの、資料不足と知力不足で満足できるレポートができあがりません。 ]
    ...マです。   これらの興味ある技術をガイドできれば、工学に関係する来訪者が増加するのではないかと期待しています。   2019年01月15日(第7改訂版)執筆者 水谷 彦一郎 Prev Next 依佐美送信所(改訂7版)の目次
  • はじめに (35d) [ 筆者が 「依佐美送信所ボランティア・ガイドの会」に入会したので、先ずは、自分が設備の内容を理解する必要があって、電気技術者の立場から学習したところ、当時の技術レベルの高さに驚きました。 ]
    ...JA2DJN のページ (Yosami VLF Transmitting Station ) http://www.katch.ne.jp/~teru-y/yosami/yosami-2.htm Prev Next 依佐美送信所(改訂7版)の目次
  • アレスターの構造 (35d) [ アレスターの構造 ]
    写真のように、ユニット化されていて、フレキシブルチューブと袋ナットで取替え可能な構造でした。 直径10cm 程で、厚みが1 mm程度 の雲母箔を挟んで、アース極に接続されていました。 この対雷特性要素である破壊通電電圧は20 kV 前後と推定します。 一般に、落雷電圧は20kV 以上ですから、当時としては実用的な方式でした。 このアレスターは高周波発電機の出口と高周波回路のコンデンサユニットに設置されていました。 鉄塔に落雷すると、パルス状の誘導電圧が逆流しますので、機器を保護するためです。 複数...
  • アンテナ回路 (30d) [ アンテナ回路 ]
    ...抵抗値の推察 5-19.アレスターの構造 5-20.鉄塔の配置状態 5-21.鉄塔の荷重負担状態 5-22.基台碍子の荷重分担 5-23.支線の機能と保守 5-29.逆L型アンテナの設計について Prev Next 依佐美送信所(改訂7版)の目次
  • アンテナ回路の整合 (35d) [ [添付] ]
    上図は、逆L字アンテナの簡略した等価回路です。(設置時および複調式アンテナ) 周波数を f としますと、2 π f L = XL , 1 / ( 2 π f C ) = XC として、XL = XC の条件が成り立つ状態が「整合状態」です。 ここで、L はアンテナ線の自己インダクタンスとローディングコイルのインダクタンス、及びその他のコイルのインダクタンスの合計値です。 C はアンテナ線とアース電極間の分布キャパシタンスの合計値です。 特定周波数において、コイル分Lのリアクタンスとコ...
  • アンテナ線の電流分布と電波放射 (35d) [ まず先に、アンテナから電波を放射する条件を考えてみます。 ]
    まず先に、アンテナから電波を放射する条件を考えてみます。 上図は、標準型ダイポールアンテナの構成図です。 アンテナの回路を共振状態に調整して、共振する特定の高周波電源を結合すると、送電部の2極端子(給電点)からアンテナと大気空間の僅かなコンデンサー容量を通して電気的に閉回路が形成されます。 そして、周波数に対して、アンテナ部が「同調状態」にあると、アンテナ上の波形が同じ形で繰り返されます。 この状態を「定在波」と呼ばれて、アンテナ部では、大気空間に磁力線を放出します。 これは、電気エネルギーを磁気...
  • アース抵抗値の推察 (35d) [ 電気技術者は、第1種接地工事で10 Ω以下の規定値を維持することに苦労します。 ]
    電気技術者は、第1種接地工事で10 Ω以下の規定値を維持することに苦労します。 アース電極を埋設しても10 Ω以下にならない地盤が多いからです。 一般に、アース抵抗値の計測は3電極法で交流を流して行いますが、低い抵抗値を正確に測定することは困難です。 接地抵抗値とは、アース電極から地球深部までの分布抵抗ですから、土壌の抵抗率に大きく左右されます。 電極埋設部近くまでの抵抗値を低くしても限界があります。 土壌の抵抗率は10~1,000 Ω・mの幅があり、一般的には...
  • キーイングチョークの構造 (35d) [ キーイングチョークの構造 ]
    上図は、キーイングチョークの内部説明図です。 トリプラーと同じ外観寸法で統一されていて、構造も類似しています。 キーイングチョークについても実物を分解した資料を入手できませんので、筆者の推算から構造を推察したものです。 上図はコイルユニットの構造説明です。 トリプラー内部と類似していますが、目的・用途が異なっています。 タンク回路コイルは、500mm2 の銅撚り線を3巻してあり、制御コイルは、5.5mm2 の銅撚り線を150 巻しています。 絶縁油は、磁気損失とコイル抵抗損失によって高温になるの...
  • トリプラーの構造 (35d) [ トリプラーの構造 ]
    上図は、トリプラーの内部説明図です。 実物の外観を見ただけですが、原理と他設備でのコイルユニットの写真から推察したものです。 従って、実際の構造とは異なっている部分もあるでしょうが、原理は間違いないと思考しています。 絶縁油は、磁気損失とコイル抵抗損失によって高温になるので、隣接の油冷却槽へ絶縁油を循環する配管が取り付けられています。 この油冷却槽では、屋外の冷却水池からの水と熱交換して、継続的に絶縁油の温度を下げていました。 下図はコイルユニットの構造説明と参考写真です。 実物を分解した資料を...
  • トリプラーの機能と原理 (31d) [ [目次] ]
    ...yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1081108390 鉄心入りコイルに正弦波交流電圧を加えた場合、流れる電流の高調波の大きさはなぜ 第3調波が最大なのでしょうか? Prev Next 依佐美送信所(改訂7版)の目次
  • ヨーロッパ諸国への送信 (11d) [ ヨーロッパ諸国への送信 ]
    ...けであれば、出来るだけ波長が長い電波を、高いアンテナから出る大振幅の地表波として、しかも大出力で指向性を持たせて放射することです。 依佐美送信所の逆L型アンテナは、この条件に合致するものでした。 Prev Next 依佐美送信所(改訂7版)の目次
  • 信号注入回路 (35d) [ 設置当時から、ヨーロッパ諸国とモールス信号で通信していました。 ]
    ...スケジュールに従った定時通信を行うことで効率のよい運用が行われていたと推察します。 下記の項目をクリックすると関連説明があります。 5-10.キーイングチョークの構造 5-11.コンデンサの構造 Prev Next 依佐美送信所(改訂7版)の目次
  • 各種効率の算出 (12d) [ 1。電力利用効率 ]
    ...電圧・電流値が、矛盾なく成り立つと考えます。 このことから、依佐美送信所の放射効率は、500KW / 540KW = 0.926  92.6% の高効率を実現していたと推察します。   Prev Next 依佐美送信所(改訂7版)の目次
  • 周波数を3倍に変換 (35d) [ 周波数を3倍に変換 ]
    トリプラー(3逓倍器)は、単相の変圧器に類似した構造です。 前段のフィルターで発電機の規定周波数に同調させて電圧を増幅して、トリプラーへ供給します。 鉄芯に過大な励磁電流を流して故意に磁気飽和させると極端に歪んだ電圧が発生します。 この歪んだ電圧には入力電圧周波数の3倍の周波数成分が多く含まれています。 後段のフィルター回路で、この3倍の周波数成分だけを取り出して目標の周波数として、アンテナ回路へ供給します。 この後段のフィルター回路には、1万 ボルトを超える電圧が発生するので、同調コイルには「高...
  • 周波数弁別回路 (27d) [ 「速度検出・制御回路」で概要を記してありますが、ここでは、高精度な回転数制御の心臓部である周波数弁別回路の詳細を記します。 ]
    ...更します。 ・低速度状態の場合 Rc3 の抵抗値を減らして、直流発電機に追加する励磁電流を増やします。 ・過速度状態の場合 Rc3 の抵抗値を増やして、直流発電機に追加する励磁電流を減らします。 Prev Next 依佐美送信所(改訂7版)の目次
  • 戦後に改造された事項 (12d) [ 1.アンテナ ]
    1.アンテナ 設置時は4分の1波長の逆L型アンテナでした。 昭和 4 年開局当時、ヨーロッパ諸国との通信が目的でしたが、7 年後の昭和 11 年には短波送信所が新たに設置されて、超長波は短波の補助的役割になりました。 昭和 16 年の太平洋戦争開戦に伴い、超長波は日本海軍が潜水艦への送信に使用するようになりました。 戦後は使用中止されて、従来のアンテナ線は、昭和 22 年に撤去されました。 そして、米国海軍により、昭和 25 年から1年半をかけて昭和 27 年 4 月にアンテナの更新が完成しました。...
  • 逆L型アンテナの設計について (35d) [ 5-29. 逆L型アンテナの設計について ]
    5-29. 逆L型アンテナの設計について 超低周波アンテナは、アンテナ素子の長さが大きくなり、特殊な構造となります。 逆L型アンテナは、4分の1波長ダイポールを出来るだけ高い位置で折り曲げて、地面に平行に配線敷設したものです。 そして、地面に平行に配線敷設した投影面にアース極を網状に敷設します。 これによって、地面を鏡面した虚像効果(鏡面効果)を生じて、給電側に向かって指向性を持つ垂直偏波を放射します。 以下は、依佐美送信所のアンテナについて、設計根拠を推察するものです。 1.基本式 ・架空線の...
  • 電力損失と発熱・騒音 (35d) [ ワードレオナード方式では回転機械の数が多くなります。 ]
    ワードレオナード方式では回転機械の数が多くなります。 当時の技術レベルの最高の方式であっても、大型化により、振動や騒音が高くなったことが推察出来ます。 また、目的の電波を作るまでの工程が多いため、エネルギーのロスも多くなりました。 受電は、電力会社からの専用回線で、3相 3,300 ボルトで 1,500 KVA でした。 最終段のアンテナ入力が最大 500 KWであったので、アンテナ入力電力までのエネルギー利用効率は 約50 % でした。 ロスの殆んどが熱に変わるので、熱交換器での放熱量を250KW...
  • 電波を放射 (30d) [ 電波を放射 ]
    17,442ヘルツの電波は「超長波」と呼ばれて、実用される電波の中で最も周波数の低いものです。 周波数が低い電波の伝播特性は、地上に沿って伝わるので、1万キロメートルも離れたヨーロッパ諸国まで届いたのです。 しかし、周波数の低い電波アンテナは、波長の4分の1の長さを必要とするので、「逆L型アンテナ」と呼ばれる形式のものが実用されました。 依佐美送信所では、アンテナ素子の不足分をローディングコイルで補うことで同調を実現していました。 アンテナ回路を同調させると、アンテナ素子の電圧波形が安定して(定在...
  • 電源回路 (31d) [ 電源構成はワードレオナード方式 ]
    電源構成はワードレオナード方式 当時の既存の送信所では、高周波発電機の運転は誘導電動機との直結方式でした。 依佐美送信所でワードレオナード方式が採用されたのには理由があります。 それは、当時の世界情勢から、超長波の送信所が増加傾向にあって、限られた周波数範囲に増加する送信所の固有周波数を割り当てるには、出来るだけ許容周波数範囲を狭くする必要があります。 それに加えて、大電力送信所は、他局に混信を与えやすいので、不要な電波放射を極力抑えなければなりません。 一方で、受信機の改良も進み、4極真空管の実...
  • 高周波回路 (35d) [ [添付] ]
    ...と関連説明があります。 5-7.高周波回路の電圧と電流 5-8.トリプラーの機能と原理 5-9.トリプラーの構造 5-24.監視室操作盤 5-25.回路定数の計算 5-26.絶縁油の耐電圧試験器 Prev Next 依佐美送信所(改訂7版)の目次
  • 高周波回路の電圧と電流 (35d) [ 1.波形整形用同調回路の計算 ]
    1.波形整形用同調回路の計算 下図は、昭和 40 年 11 月の実測データ (複調式アンテナ方式) を参考として、筆者が一部修正した高周波回路です。 以下に、回路定数の計算根拠を記します。 a) f 1 同調回路 Lp と Cp 発電機から派生する不要な高調波成分を除去します。 ( f1 = 9,190 Hz )    同調条件は、2π x f 1 x Lp = 1 / ( 2π x f 1 x Cp )  Lp = 38 μH  Cp = 7.9 μF  f 1 = 9...

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