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2018年8月28日 (火)

交流力学 cdスピンドルモータacモータ化手法

0ソニーのcdメカをベースユニットにして、新たにcdスピンドルモータのacサーボモータ化を妄想している。bu-1cピックアップとトラック送りのリニアモータとスベリガイドの重要パーツはそのまんま使い、スピンドルモータとofc純銅シャシーは新調する。cdメカのように極めて繊細なサーボ機構においてdcブラシレスモータの磁石付きは極めて遺憾だが、お代の制約から致し方ない。

1早速ブラシレスdcモータを解体して調べる。おーっ!平面対向型のモータではありませんか。この手のモータの歴史は古く、磁石付きモータでありながらコギングトルクは小さくターンテ-ブルやfddで多く使われた方式。効率が落ちることと大容量では磁石方向にストレスが掛かり問題が起きる。

Tecそう言えばテクニクスの新型ターンテーブルもこの方式で、今のエンジニアは昔を知らないからあたかも新規開発の方式のように錯覚している。sp10の分布巻きにスキューの掛かったスロット、産業用でも成しえない凄いモータを開発していた昔のテクニクスは尊敬していましたがね。

2着磁の状態を磁気シートで観察すると8極であることが分かり、8極4スロット90度位相の2相ブラシレスdcサーボモータとなる。200rpm~500rpmとして4電気角だから、(500rpm/60)x4=33,333erpsとなり1駆動サイン波は30msecとなり、低速側では75msecとなる。

3基板の外観図でコイルの裏側の鉄板も磁気回路構成物。ホール素子は90度位相で取りつけられこのホール素子の差動出力で直接電気角制御をしている。


4x回路図はこれ。今ならば1チップモータドライブicに置き換わるがディスクリートで作られている。一応cdから速度帰還が掛かりpll制御していると考え、spdin情報でこっちのサーボシステムを構築すれば良い。

5それでは実際にcdを回転させてspdinの電圧を観測してみよう。最内周の500rpmに近い状態がこれ。負の指令電圧だが620mvとなっている。それにしてもこれだけガタガタ動いた速度指令電圧はcdのデータ読み取りがそれだけ難しいことの表れで、見事としか言いようがない。

Dp3000acモータは新規開発ほど予算が無い...(大手モータ屋さんにacサーボモータの開発を依頼すれば、開発費と金型代で1,000万円は掛かる)いやまるで無いし、作る台数も知れているのでdp-3000(dp80は大きすぎるし高価だから使わない)のモータを流用しよう。速度マイナ-帰還は精密加工専門のm氏の所でジュラルミンの円盤に速度情報を刻みフォトセンサーで読み取る。sh2cpuのadコンバータで速度指令電圧を読み込み、100khz電流制御と1khz速度制御を行う。速度制御は本体のpllとのスタガでサンプリング時間(遮断周波数)は決定される。交流モータにして大幅にコギングが減り、それに各部精密加工しなおしてメカ精度を上げ、仕上げに水晶粒防振構造化する。このリクエストは名工ミルトさんからで、「bu-1cに付いている貧弱なdcモータは何とかなりませんかね~」

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