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2019年4月26日 (金)

無帰還力学 ターンテーブルddモータの3相誘導電動機とヒステリシスシンクロナスモータの考察2

0_11亡くなった佐久間さんは百瀬了介先生の「ハイファイアンプの設計」を熟読されたとあり、佐久間式を編出した原点がここにあった。あんぷおやじ流儀は無線と実験別冊の「hi-fiスピーカとその活きた使い方」昭和43年7月10日発刊がバイブルで、未だにこれを超える参考書に出会っていない。一時本の蒐集に嵌り参考書など大量に抱え込んだが最後は僅かな本のみが残り、行間から滲み出す文学の香りやノウハウをキャッチしている。全てにおいて沢山は要らず、少ない方が人生豊かになる。

1_19そのmjのk川さんから「モータを入手しました!」の情報が入る。デノンの局用ターンテーブルdn-308用ddモーターで35cmプラッター用、dp-100用モーターの原型になった2相ACモーターとあります。金田式は現在2相のacモータまでだから、多分金田式ターンテーブル駆動用の2相エディカレントモータでは最強に思う。カップ状のアウターロータで渦電流発生用のアルミリングが電磁鋼板をサンドイッチしたおなじみの構造で、資金さえあれば誰でも開発できる我らモータ素人向けの構造である。更に渦電流のトルク発生は誘導だから基本的に振動は無い。でありますから、ゲインを上げて人間振動を出さないように注意が必要です。

2_19振動の無い、いや少ないモータは、左からヒステリシスシンクロナスモータ、dp-3000用エディカレントモータ、振動の少しあるl社向けリラクタンストルク同期モータ、見城先生研究室の銅板を張った表面導体型誘導モータ(これは後にエディカレントモータ同等と分かり速度帰還が必要)、画像には無いが3相誘導電動機となる。ここで速度帰還の必要ないモータはヒステリシスシンクロナスモータとリラクタンストルク同期モータと3相誘導電動機になる。ddターンテーブルで考えると振動特性からリラクタンストルク同期モータは脱落し、遂には3相誘導電動機とヒステリシスシンクロナスモータと結論がやや我田引水ながら出る。

92_1ここで3相誘導電動機とリラクタンストルク同期モータについて触れておこう。両方のモータともカゴ型ロータでトランスと同じ電磁誘導で回る。3相誘導電動機で4p,50hzであればn=120f/p=1,500rpmが同期速度となるが交差磁束が無いためトルクはゼロとなり現実には回らない。所が滑り始めて初めて交差磁束が生まれトルクが発生して回る。モータやメーカによって若干違うが1,500rpm同期速度に対して1,420rpmと5.3%ほど回転が遅れている。この遅れが一定ならばオフセットして扱い50hzx(1,500rpm/1420rpm)=52.82hzにすれば同期速度となり、この実験を予定している。一方でリラクタンストルク同期モータは凸極特性で引っ張られすべらず、1,500rpmで回ることが出来る。

9_4ddターンテーブルでは誘導モータが必須となり、dp-80等のエディカレントモータ(表面導体型誘導モータ)は渦電流誘導で滑らかに回り、3相誘導電動機は電磁誘導で滑らかに回り、ヒステリシスシンクロナスモータも電磁誘導で滑らかに回る。検討段階でヒステリシスシンクロナスモータが一番良さそうと決めたのだが、ロータの磁化がヒステリシス現象を持って回る原理が面白い。

91_1 ロータにヒステリシス素材を使い、その磁気特性の直線範囲になる交流振幅値にし、且つヒステリシス幅の狭い電磁素材を探せばよい。磁石付きddターンテーブル用モータ開発時、着磁をサイン波にしようとか大いに悩んだが局数とスロット数にスキューなど、如何に誘導モータ的にしようかと随分苦労していた訳だ。ロボットなら迷わず磁石付きだがターンテーブルに磁石は厳禁なのだ。

4_19そのような電磁素材を探し円筒型にして1次側のサイン波駆動を出来るだけサイン波コピーした2次側の磁化が行われれば素晴らしい。もっとも通常の鉄材でも問題なく磁化できるしトルク性能が悪いだけだから問題ない。かくして3相誘導電動機とヒステリシスシンクロナスモータの研究は続く。

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