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StudioOxygen studioradium HONDA X4の改造を主に扱ってます
studio oxygen sc38 sc40 ホンダ Ｘ４ studioradium.mikosi.com
MOSFETレギュレーターの効果
MOSFET式レギュレーターを装着して約９年ほど経過したのですが 巷ではいろいろ問題（コイルが焼けた端子が焼けた）が 発生しているようですのですが、当方で問題の発生はありません。 （今のところ） ★取り付けに際し、考えたこと。 ①極力接続コネクターを排除した。 接点不良が発生し電圧降下の原因となる箇所を排除しました。 せっかく付けるのであれば接触不良の発生個所を減らしたかったため。 直流出力は、プラス、マイナス共にバッテリーに直接接続した。 ②カシメ部分は、半田付けしてカシメ不良を排除した。 ＮＥＴでは三相発電回路のカシメ部分が焼けるケースが散見 されています。 ＊サイリスタ式でも焼けます。 理由は、レギュレーターは直流回路を14.5V±0.3Vを維持するために 交流回路を100Hzの速度で短絡させています。 ＊FH012AAの場合。 簡単に言うと、直流回路を監視して、14.5Vを超えそうになると、 交流回路を短絡させて発電コイルに戻しています。 発電する電気は、正弦波ですが、戻す時は制御回路で 短絡を繰り返しているので発電する波形よりも少し遅れて、 矩形波に近い歪な波形でステーターに戻ります。 ここら辺を読むと簡単に書いてあります。 https://kazuikazui.dreamlog.jp/archives/52454024.html https://web.archive.org/web/20190213074956/http://www.geocities.co.jp/MotorCity-Circuit/2519/electrics/regulator.html ジェネレーターに戻った電気は、ステーターに戻り磁力を発生させます。 永久磁石発電機の電気子反作用によって、永久磁石の磁力を減磁させます。 ＊減磁作用 永久磁石と、ステーターに戻った電流で打ち消しあうため、短絡制御中は発電量が 減り、結果的にレクチファイア通過後の直流電圧が定電圧制御されます。 電気工事屋さんは、発電機にインバーター負荷を繋ぐときは３倍の 容量を選定すると聞いたことがあるのですが、 昔なぜ圧着端子のカシメ部分が焼けるのか、ＮＥＴで調べていたところ、 ３相回路のバランスが崩れると圧着端子のカシメ部分が 焼けるという事を知りました。 なので、回路のバランス（抵抗値）が崩れないように半田付けしました。 半田付けしたら、端子が焼けなくなりました。 ああ、すいません途中からいきなり推測で書いてしまいました。 でも、端子は焼けなくなりました。 ＊誰かインバーター回路の圧着端子が焼ける 本当の理由を教えてください。 ステーターも焼けてません。まあ、Ｘ４は常用回転数が低いから 発電電圧も低いので焼けないのかもしれません。 ◎ステーターの冷却は、ケースの空冷と、主にオイル冷却しています。 焼けやすい車種もあるようです。 ３相発電回路の回路抵抗に不均衡があると、どこかの相に 過電流が流れてカシメ不良個所にも電流が流れ、加熱して抵抗が 増えてさらに過熱して、ステーターにも電流が流れて加熱して 冷却不足になり焼損するんじゃないですかね？想像ですけど。 ３相レギュレーター回路に欠相検出や、アンバランス検出機能 なんかあるとステーターや端子が焼ける前に回路を点検できて、 走行不能なんかならなくて済むんじゃないでしょうか？ 新電元さん。 値段が高くなるからダメかな。 ★取り付け後の効果 バッテリーが上がらなくなりました。 バッテリーは９年目です。 ①そもそも充電電圧がサイリスタ式よりも高くなったことで、 常に14.4Vを維持しているからなのか？。 ②直流回路は100Hzでオンオフを繰り返している交流回路の リップル成分で雑音だらけなのですが、雑音だらけの 直流14.4Vがバッテリーのサルフェーションを防止しているのかも？ ここも憶測ですがね。
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MOSFET型レギュレーターを車体に実装しました。
使用した部品は下記のとうり。 FH020BA MOSFET型レギュレートレクチファイヤ （ZX14R用） コネクターはHI1000.COMにて購入 3P古河QLW防水メス端子側カプラB黒色/3P250WPK-FEQLW-BK-F 1個 3P古河QLW防水メス端子側カプラグレー/3P250WPK-FEQLW-GR-F 1個 古河ダミープラグ黄色/DP-QLW-YE 1個 ケーブルは、田中電線製 H-KIV 耐熱電線 すずメッキ線 3.5SQ ↓電線のカシメ状況 ↓ すずメッキ線なので、接触抵抗が低い。 田中電線H-KIV3.5SQ この電線は、規定値で電流値が41Aまで使用できます。 ↓端子、ハンダ上げ状況。 振動によってハンダが割れる可能性がありますので、ハンダ上げは推奨しない。 ↓組み上げ状況。 防水プラグは、3.5SQまで対応。 端子は、ファストン端子よりも強力に勘合する構造であることと、 メッキ仕上げですので通常使用でも問題無いかと思いますが 潤滑目的も含め接点抵抗減衰剤を塗布した。 ↓完成の状況。 実装による検証。 プラス線はバッテリー端子に直付け。 マイナス線はバッテリー端子に直付け。 三相発電回路は、ステーターコイルのコネクターまで3.5SQ線にて配線 純正コネクターにて接続。端子はハンダ上げ処理。 ハーネス側のプラス、マイナス線はバッテリーに直付け回路処理。 検証 アイドリング1,100rpm状態にて HID2灯、ナビ、レーダー、ポジションランプ、ウインカー等使用状態で バッテリー電圧 14,51V 所見 とても、良い！！！！！ SCR（サイリスタ）を使用した場合に比べ、損失が低いため 発電量が低いアイドリング領域でも制限電圧に達し、 蓄電池に対する充電も行われ、また、ＳＣＲ型に比べ安定した運用が可能。 問題が多発している純製レギュレータを使用して旅先で故障し、帰宅困難になると事を考えると、本品に予防交換しても損は無いかと思います。 ＊このレギュレーターは３相又は、単相マグネット式発電回路であれば、 車種問わず使用できます。 ↓ ステーターコイル目視点検 ステーターコイルは素線のコーティングが剥がれて短絡し、 コイルが焼ける場合がありますので、定期的に目視にて点検を勧めます。 結果：問題なし。 レギュレーターやバッテリーが正常でも、ステーターコイルが故障すると 発電できなくなり走行不可能になります。
MOSFETを使用したレギュレーターのテストを行います。
仮配線にてのテストですが、すべてKIV2SQ線で配線し 直流側は車体とバッテリーに直接接続してあります。 ↓アイドリング状態。 アイドリングで14.49Vですが この状態は、HID35W２灯、ナビやレーダーなどの電装品の電源はすべて投入状態です。 純正SCR型レギュレーターの場合13.5Ｖ程度でしたので、１Ｖ程度高く出力されます。 これは、MOSFET素子がサイリスタに比べて低損失であること、及び、使用されている ダイオード素子の順方向電圧降下値が低いためかと考えられます。 この時の、三相発電機回路の解放端電圧は各相共に約AC17Vです。 また、ＳＣＲ型はアイドリングだと触れないほど発熱しますが、MOSFET型は アイドリングで１０分程放置しても放熱器が手で触れる程度でした。 ↓上記状態に加え、冷却ＦＡＮが動作した状態。 ここでも、電圧が１Ｖ程度高く読み取れます。 わざわざ交換する必要はありませんが、予防交換される場合はこのレギュレータは お勧めできる部品です。 さて、この作業中に発見した不具合 ↓約２年使用した既設レギュレーターの交流側ファストン端子状態です。 MOSFETレギュレーターの試験を行っていて気がついたのですが いままで、コネクターの発熱は接点部分での接触抵抗が問題だと思っていましたが 良く見ると、電線とコンタクトの圧着部分が一番焦げています。 コネクターが焼ける問題は、この圧着部分に問題があったのです。（断定！！ たぶん） サイリスタ式、MOSFET式共に、過電圧の制御は三相発電機回路を短絡させて 電圧を制御しています。１２０°の位相で短絡させると電圧が打ち消しあうのですが その時の過電流にて、この圧着部分が加熱すると考えています。 対策は、半田付けするしかありません。 一旦焦げてしまうと半田は乗りませんので、半田を施工する場合は ケーブルが焦げて変色していないところで行う必要があります。 また、車載する電線に半田付けを行うと振動で割れる可能性があります。 圧着箇所が焦げる原因 ①ケーブルに最初から酸化被膜が出来ていた。 ②圧着したときに、圧着不良で酸化被膜を潰し切れなかった。 ③圧着不足による抵抗値の増大。 ④ヒートサイクルによる酸化被膜の形成。 問題は、潰し過ぎると素線が切れるし、潰さないと抵抗値が増えるし 半田を使うと端子の根元で素線が切れるし、こまったもんですな。 純製ハーネスが、コストダウンのためにメッキ端子を使わずに 真鍮端子や、ハーネスもすずめっき線を使用していないなど、 酸化防止対策ができていない事が原因だと思います。
HONDAのX4は1997年の発売から、2013年の今年で16年目です。
＊1 サイズのfは、素線径を細くしたフレキシブル導体です。
レギュレーターの２次側ダイレクト接続作業を行って
走行時の電圧が１５．０Ｖまで上昇し、なんか問題ある風でしたが 結果としては、１５Ｖあって正解です まず、車載機器は１３．８Ｖ±１５％で設計されていますので １５Ｖまで上昇しても問題なしです。 問題あるのは、自作機器 特にＬＥＤ点灯回路を抵抗で電流制限している場合に 余裕をみて設計してない回路で、電圧上昇時にＬＥＤ素子が 破壊されるときがあります。 実は、追加メーターのＬＥＤ照明を１２．０Ｖで設計したたため 壊れてしまいました。 ＣＲＤで電流制御にするか、 ３端子レギュレーターで電圧制御をするべきですね。 また、３相発電機回路の２５０コネクターの発熱は相変わらずなので ここの、発熱発火事故を防止するには、直結または端子数を増やし 電流容量を上げるしか方法はありません。 過走行車をお持ちの方は、一度点検してみることをお勧めします。 茶色くなってたら、交換時期です。 はっきり言って、Ｘ４のハーネス設計は、×です。
さて、レギュレーターレクチファイヤーの高効率処理も終わって
加熱変色した３相発電機回路（車体側）です 黄色いケーブルが、変色して茶色いケーブルになってます。 この原因は、コネクターコンタクトの断面積がケーブルよりも小さい為 その部分で発熱し、ケーブル皮膜を炭化させる程に発熱したものです。 また、導体部分も加熱により、酸化皮膜が形成されております このまま放置すれば、接点抵抗が次第に増加し、発熱量が増え、いずれ発火事故に繋がります。 走行風が当たる場所であれば冷却されますが、シート下では冷却が期待できません。 走行風が当たる、発電機側のコネクターに加熱劣化は見られませんでした。 ＊新車より１３，０００キロ走行、ただし普通の車体より消費電力は多い。 この原因を取り除くには、ケーブルを直結するのが手っ取り早いですが 今回は新しいコネクターにして、様子をみます。 仕上げに接点復活剤をコネクターコンタクトに塗ります。 酸化皮膜を取り除き、形成を遅らせてくれます。
ホンダの二輪車でレギュレートレクチファイヤのコネクター加熱事故が多発しているようですが 原因は、コネクターコンタクトの酸化皮膜による接触抵抗増加による発熱が原因です。 レギュレートレクチファイヤ側の接地線を直接、接地してやることで コンタクト部分の電流量を減らして、発熱を解消します。 いわゆる、レギュレートレクチファイヤのアーシングです。 一般的にレギュレートレクチファイヤのボディにアース線をボンディングしますが ケースと内部部品が絶縁されてますので、効果はありません。 上記写真のように、緑黒線を直接接地してやります。 プラス側はコンタクト数を増やすか、バイパスを設けてやるとやると、発熱を解消できます。 ２５０コネクター
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