東洋GTO-VVVFインバータの機器箱を製作する(2)
三相誘導モーターを可変速駆動するため、三相交流の電圧と周波数を自在に調整できる装置「VVVFインバーター」を製作し、本物の電車と同じ仕組みでモーターを駆動するシステムを構築します。今回は、CADソフトで設計し3Dプリンターで造形した東洋GTO-VVVFインバータ風の筐体を加工・塗装してみました!
3Dプリンターで造形したVVVF機器箱のパテ埋め
3Dプリンターで製作した東洋GTO-VVVFインバータ装置の筐体は造形サイズが大きく、印刷速度を上げるために積層ピッチを粗めに設定しています。
したがって、造形したままの状態で何もせずに塗装すると3Dプリンター特有の積層痕が目立ってしまう問題があるため、パテ盛りをしてからサンドペーパーで表面を平滑化します。
インバータ各相の放熱フィン上部にある張り出した部分などの、積層痕が目立つところを中心にラッカーパテ(タミヤパテ ベーシックタイプ)を盛りました。
最初は粗目のサンドペーパーで削り、徐々に目の細かさを細目にしていくことで表面を滑らかにします。
この作業を終えた後に、試しにグレーで塗装してみたのですが・・・
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表面処理をしていなかったゲート制御部の点検蓋や、奥側の面の積層痕が目立っています。フィラメントの色が黒いため、塗装すると積層痕が目立ちますね。
でも、パテを盛ってサンドペーパーで削った部分は比較的滑らかになっており、効果を確認できます! 表面処理をした部分にはまだ積層痕が見えますが、じっくりと丁寧に表面処理をすればもっとましになるはずです(笑)。
積層痕が目立っている部分にもパテを盛って平滑化し、塗装をやり直します。
表面処理を行う前と比べて、だいぶ改善しました!
プラバンで床下機器の外側を製作する
プラバンとプラスチック角棒を組み合わせて、VVVFインバータの側面・上面・下面を作ります。使用する角棒の断面は5mm×5mm、プラバンの厚みは2.0mmです。
まずは寸法を測って部品を切り出し、上面と下面のパーツの隅には側面パーツと一体化させるためにプラ角棒を接着しておきます!
続いて、下面パーツに側面パーツを接着した状態がこちら。タミヤセメントを十分に塗布して、しっかりと固定します。
装置の内部にはゲート制御信号生成部やゲート駆動回路などの基板を取り付けますので、これらを固定するパーツを切り出します。
パーツの四隅にある切り欠きは、装置の外箱を支える梁との干渉を避けるために設けています。基板を固定するための穴や配線穴は後ほど追加します!
基板固定用のパーツと上面パーツを接着し、箱型になりました! サイズは大きいですが簡単な形状なので、3Dプリンターを使用するより手加工のほうが素早く形にできます。
前面パーツと同様に缶スプレーでグレーに塗装して結合すれば、東洋GTO-VVVFインバータの筐体は概ね完成です!