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2017年9月 9日 (土)

効率力学 究極のターンテーブルブラシレスdcモータ編

Gneq軸とd軸の電流制御はiqaを通常電流指令値として与え、idaは電流0で制御する。所がidaをマイナス電流制御すると磁束Φfaが減じ弱め磁界となり逆起電力を押さえ込んで高回転させることが出来る。何のことやら?となるでしょうが、プリウスモータを10,000rpmで回転させようとした時...

Honnda_2「横道ですが、ホンダの250ccで6気筒4バルブRC165マシンは18,000rpmまで回し、後の125ccの5気筒マシンは20,000rpmまで回してエンジンの場合は高回転が必須、v8等になりトルクが出て回転数は下がったが、モータで気筒数を増やす概念は今の所無いから高回転は必要。」
...idaをマイナス制御しないと電源電圧の限界から高回転させることは出来ない。その時に邪魔をするのが逆起電力=発電電圧で、ブラシレスdcモータは発電機なのだ。上画像の高効率発電機はブラシレスdcモータを外力で回し発電機としている。磁石付きモータは磁石の力で高効率となるが磁石の力で回転数に制限が起きてしまい、高回転型は効率は落ちるが誘導電動機acモータとなる。

Sp10mブラシレスdcモータを回す場合いやらしいのがこの逆起電圧で、この発電電圧より若干高い電圧がiqa電流制御により自動的に与えられて回転している。sp10を始め各社のddターンテーブル制御アンプのようにハードウエアでやってしまうと、q軸とd軸の電流制御は出来ないから限界がある。現代版cpu制御のターンテーブル制御アンプも、このハードウエアをソフトに置き換えただけだから、これも役不足。

Sl120sp10の発電電圧はご覧のように美しくこれに沿ったiqa電流制御をしないと、モータから高調波振動を発生させddターンテーブルは音が悪い!との烙印を押されてしまう。ddターンテーブルの時代はハードウエアの全盛期で、ソフトウエアの概念が無いからブラシレスdcモータのまともな制御が出来なくて、ブラシレスdcモータの真価が発揮されていないのかも知れない。余談になるが、ブラシレスdcモータ制御の諸先輩方は、d-q軸変換制御をハードウエアでやっていたのだから真に技術力を持ちあわせていたと思う。

Rt考え方は、速度制御pidの制御領域へ入るまでiqa電流制御で加速して、制御領域でidaマイナス電流制御を加え、磁界を弱くして磁石による振動を抑える。効率の良い磁石付きブラシレスdcモータを眺めながら究極のターンテーブルのモータを構想していたら、ブラシレスdcモータ制御の問題点も見えてきて、ddターンテーブルは音が悪いと烙印を押した世界の連中に、あっ!と言わせてやりたい気持ちも生じてきた。

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