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2020年5月31日 (日)

振動力学 10kw高速サーボアンプ開発その1

205311_20200530031801画像はプリウス10kw発電機用のモータ駆動の実験風景。こっちは高速電流制御を信条としているから、20khzのipmが許す最高速度でpwmスイッチングしている。プリウスが低速時キーキー、カーカー音を出しており、1khzや3khzでスイッチングしているのではないか?と最初は呆れていたが、無音の車は具合が悪いし、もっと重要はスイッチングロスの低減によるものと最近は評価が変わった。この10kwサーボアンプは2台製作して、amp工房の分は予備品で本機はa化成へ納品した。大型で置いておくのも邪魔で、お役御免でバラバラに解体してしまった。

205312k工業m氏依頼の特殊モータサーボアンプは紆余曲折があり、結局フツーのデジタルサーボアンプでよくなった。先日の研修日、研修生のs氏にこの話をして「壊さなければ作る手間が省けたのにね、残念!」とゆうことで製作開始です。プリウス10kw発電機用モータ駆動のcpuはsh7145で、それが現在のデバック装置になりソフトウエアは既に開発中です。

205313並行してハードウエアの製作ですが、これが滅法面倒であります。サーボアンプ用部品の殆どは在庫品の山の中から発掘します。この在庫がクセモノで、金額にして車1台分くらいある不良在庫で自動倉庫などあるわけ無いから、発掘には相当苦労します。面倒でrsへ新たに手配すれば更に在庫品は増えます。ようやくパワートロニクス部品の発掘は完了です。xyキャパシタとかdcバス用の高速パスコンなどの特殊品がゴロゴロ出てきました。

205314続いて基板と基板部品。チップ部品の抵抗やコンデンサは嫌らしくて、不足で発注すると10円の抵抗に送料が450円も掛かってしまいます。更に基板のマウントは目の衰えからかなり厳しい。ホームセンターへ行く度にハズキルーペなど試しているが、チップ部品のマウントには使えそうにもありません。最後は心眼でエイ、ヤッと気合でハンダ付けし、x6の虫眼鏡でハンダののり具合の確認です。時代は後期高齢者に随分不親切で、どんどん全てが小さくなり仕舞いにはみんな無くなってしまうぞ!

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2020年5月29日 (金)

泥縄力学 goot HG-900ヒートガン修理の巻き 了

2n05250コルトレ-ンの最高傑作はA-95 John Coltrane - Ascension, Edition I 1965,Freddie Hubbard, Dewey Johnson, trumpet; Marion Brown, John Tchicai, alto sax; John Coltrane, Pharoah Sanders, Archie Shepp, tenor sax; McCoy Tyner, piano; Art Davis, Jimmy Garrison, bass; Elvin Jones, drums.Van Gelder Studio, Englewood Cliffs, NJ, June 28, 1965と決めています。これに素直に反応するのがkuraiman社長氏とt-mon君で凄い柔軟性です。このEdition I などとゆう意識は無くmono盤オリジナルを持っていますが、当然発行部数は少ない。これがコルトレーンは気に入らないようで、ボブ・シ-ルに「これは良くない別テイクにしよう」「何言ってんだい、お前さんが決めたんだろうが」そこでA-95 (later) John Coltrane - Ascension, Edition II 1967,same session.Van Gelder Studio, Englewood Cliffs, NJ, June 28, 1965となる訳です。何が最高傑作かって?エルヴィンさんの顔を見て欲しい、余りのフリーに考え込んでいます。またマッコイはもうあかんと諦め顔、何でもビジネスのボブ・シール、自信に満ち溢れたコルトレーン、俗に言う黄金カルテットの終焉の序章で最高傑作としています。

2n05251アセッションを聴いたら身辺整理の機運となり、泥縄力学のgoot HG-900ヒートガン修理の巻きを完了させることにしました。rsから購入したスナップスイッチにしくじりがあり、再度の手配など延び々となっておりました。修理に当たり回路図をちゃんと描いて作業しますから、間違いはありません。画像の右の本体半分の後方にスナップスイッチ用のΦ6.6mmの穴を開けます。元々のグリップの位置にスナップスイッチを取り付けると扱いづらくなります。

2n05252続いてスナップスイッチの配線ですが、小型過ぎてハンダ付けに苦労します。バイスに固定して配線で、ここで活躍が新しいヒートガンのHG-905です。接続部は確実にヒシチューブで絶縁します。

2n05253スナップスイッチが小型で容量も小さく頼りありませんが、動けばいいさ。但しスナップアクション加重は小さく、何かに触れただけで勝手にスイッチが入る恐れあり。

2n05254_20200527171401長年のヒートガンの使用で加熱が続いたから、止めネジ類は殆どダメで、100均のビニルテープを巻いて固定します。左が修理完のHG-900で右が新品のHG-905です。

2n05255中華も並べて揃い踏み。何と言っても黄色丸印のHG-900で、原始的な機構に係わらず実に滑らかに加熱冷却します。デジタル式なんかよう分からん、ムダに複雑にしてこうゆうのをイラン世話と言う。とゆうことでHG-905と中華の新品は箱に入れてお蔵です。

2n05256ところでcdのアセッションはエディションⅠとエディションⅡが1枚のcdに入っており、デジタル時代はこうゆうことが簡単に出来てありがたい。ベースはダブルベースで手前は小柄ながらコントラバスをギターのようにかきむしるジミー・ギャリソンでエルビンさんのお気に入り、奥はジュリアード出のクラシックも弾くアート・デイビスでコルトレーンのお気に入り。jazzの巨人がキラボシの如く居た1960年代前半、エディションⅠとエディションⅡのどっちが良いかって...
そりゃあともかくこの怒涛を聴いてください。

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2020年5月27日 (水)

素材力学 ルテニウム振動式整流器25

205270過日、上海駿河屋さんがsosです!と飛び込んできました。フィリップスのcdproメカが動かないようで、一緒になって修理をします。コロナ騒動で輸出するにも航空機が飛んでいないから苦労するとか、武漢のvenus sound中国本社劉さんの情報では屍累々で野焼きしたとか、本人は勿論陰性だとか、生々しい情報にエライことが地球上では進行している、と実感しました。最近の駿河屋さんは真空管アンプからできるだけニクロム線抵抗を除去し、銅線(トランスやチョークコイル)に変えているそうです。十年一日の如しの現代真空管アンプ回路では大きな進化は期待できず、いよいよ駿河屋さんも奇想天外へと動き出しています。

205272早速駿河屋さんに実験中のルテニウム振動式整流器の動作を見てもらいます。tds784dに仕掛けたプローブは4本、逆流問題発覚で恐る々dc200vまで上げます。ac電圧、ゼロクロス判定、リードリレーのオンオフ、dc電圧などを同時にモニタします。

205273こっちはtds754cに仕掛けたyewの絶縁プローブ701921を1/10にしてトランス電圧を測り、非絶縁プローブで電流検出抵抗の両端の電圧を測ります。絶縁プローブの電圧が1/10のレンジの割には精度が出ていません、yewですから信用していたのに、まあ測定アンプのスパン調整をやれば良いのでしょうが、絶対値ではなくて電流との相関関係が見れれば良しとします。最近思うに、メカ式の測定器時代はyewも凄いと思いましたがopampの測定器になったら誰がやっても大差無い気がします。見事なコンデンサ充電電流です。

205274続いてdc300vに電圧上昇です。このような作業時に5感が大事で、妙な音はでないか?炙られた臭いはしないか?神経を集中します。まあ、大丈夫です。

205275こちらがコンデンサ充電電流波形で問題ありません。


205276いよいよクライマックスのdc400vです。ここをクリアできればルテニウム振動式整流器は晴れて完成に近づきます。流石に高耐圧のリードリレーs8-0504vu1,000v1aの威力で、耐圧ではびくともしません。

205277こちらがコンデンサ充電電流波形で素晴らしい。しかし不動の半サイクル時に僅かにマイナスの電流が?こんな僅かな電流はまあいいか!で済ますか、問題視するかで開発の力量が問われます。全く新しいルテニウム振動式整流器開発では何が起きているか分からず、些細なことが後で問題になります。

205278そこで300vx2巻き線に抵抗1.5Ωをそれぞれ付けてトランスの電流を感度を上げて検出し、一方でコンデンサ充電電流検出抵抗の10Ωは短絡します。再びdc400vまで上昇です。

205279トランスの電流検出です。測定レンジも拡大して観測です、確かに不動の半サイクル時に僅かな負の電流が流れています。LTspiceシュミレータ結果のトランスの逆流は通電サイクル中の現象で、これは全く違います。

2052792そこで回路図のチェックです。なんだい、ゼロクロスコンパレータ抵抗の検出電流ではないか!と瞬間思いましたが電流値が大き過ぎる、これは一体?またしても次なる謎の登場です。LTspiceシュミレータ結果のトランス逆流に対して実機ではまともに整流作用をしており、一応理論解明をしましたが深い話で言いません。トランスだけcx350管アンプからカルダスチョークコイルを掘り出し、ofc純銅電解コンデンサ相当の20μfを繋いでほぼ実機のテストを行い、新たな謎の解明と、最後に突入電流防止の対策をやりますのでまだ道程は遠い。上海駿河屋さんが「ルテニウム振動式整流器は凄い、基礎研究が如何に大事か納得です」とあんまり感心するものだから「これだけ騒いで音が悪けりゃあ格好がつかない、水晶粒へ埋め込んで無かったことにします。まあ、いつどうなるか分からない時代、心置きなくやりたい放題やろうぜ!」とエール交換です。

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2020年5月25日 (月)

素材力学 ルテニウム振動式整流器24

502511k工業m氏依頼のモンスターパワーアンプは結局プリウスモータ10kwを回したデジタルパワーアンプとなって、決着をみました。その時のパワーデバイスは富士電機の7mbp150ra060とゆうipm(インテリジェントパワーモジュール)で、dcバス電圧600vの150aの能力で素晴らしい。ここにigbtパワーモジュールとかsicパワーモジュールなどを安易に使うと、酷い目に遭います。パワーモジュールはトランジスタ単体の集合体で、インテリジェント化されていませんからベース駆動や保護回路などの周辺回路を手作りします。技術論的には何でもない回路ですが、20khzで300v~400vの10kwをスイッチングしますと思いもよらない事故が起きます。igbt単体時代は原因不明な事故が起きたりして苦労しましたが、ipm(インテリジェントパワーモジュール)になってからは、1度も破壊したことはありません。完成度の高いパワーデバイスです。難点は現状20khzまでのスイッチングで、サーボ剛性を上げるのには限界が生じます。sicのipmも発売されていますから何れ50khzで10kwのサーボアンプも出来るようになると思いますが...もうやらない。

205252「ところが最後のシュミレーションでng陽性と出てしまい万事休すか?たかが電源トランスと整流器だけの超簡単な電源ですが、分からないことだらけで...」ここまでが素材力学 ルテニウム振動式整流器18 最後の不安で、その回路図がこれ。LTspiceは凄いシュミレータで使いこなすには時間は掛かります。また正確なテストベクタを作るとゆう大基本があり、苦労してリードリレーをLTspiceで作りましたが、これが少々怪しいと思う。

205253xこの回路をシュミレーションすると、リードリレー接点オン時にトランスの電圧値と電解コンデンサの溜まった電圧値の比較でトランスへ逆流する結果が出てしまい、それで万事休すなのです。ならば初期とか切り替えリレーを使わない時はなぜ整流作用はうまくいったのだろうか?ダイオードは基本的に片側通行、リードリレーの接点は両側通行で整流は無理だろうか?

205254そこで片側だけのルテニウム整流器の回路を描きます。これでルテニウムに流れる電流とダイオードに流れる電流を比較すれば、問題点が分かるはずです。

205255シュミレーション結果がこれで、ルテニウム整流器の電流だけ表示していますが、逆流など毛もありません。これならば全く問題なし!となるのでしょうが安心して頂くには未だ早い。よくよく考えましたら、正確なテストベクタが作れていない、LTspice使いこなしの腕がない、が正解でしょう。よってこれらの結果は参考にしないように。

205256シュミレータは人間シュミレータまで兼ねていますからまさにに現代コンピュータ社会の写しで、どこまで信用するか人間性に係わってきます。こっちはイタリアルネッサンス期へ回帰しましたから歴史の重みを信用するとして、画像の大正時代の振動整流器が上手く動作したのだから、ルテニウム振動式整流器も動くはずと決めて前進することにしました。「A,B電池別回路高級充電器」の高級とゆう表現に味わいがあり、またこの貴重な画像も現在はネットから姿を消して出てきません。先人達は凄いコトを考えたものです。銅接点の振動でアンプが作れれば凄い音が出る...

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2020年5月23日 (土)

素材力学 ルテニウム振動式整流器23

205231一番やられたのがダリの「記憶の固執」のやわらかい時計です。どうしてこうゆう発想や発明が可能か?当時は随分考え込んでいました。ニューヨーク近代美術館momaで至近距離から撮影したもので、白い陰が写っていますがガラスに反射した自分の姿も重ね合わせています。ダ・ヴィンチはルネッサンス期の発明家でしたが、ダリは20世紀の発明家と位置づけます。
長い間ダリの呪縛に身動き取れず絵の進化はたいして無かったが、イタリアルネッサンスに触れてようやく呪縛から開放されました。アンプも長い間トム・コランジェロの呪縛にはまり、たいして進化はありませんでした。それが水晶粒防振構造化を皮切りに次々とオーディオルネッサンスとなり、呪縛からようやく開放されました。だがね、よくよく考えるとダリもトム・コランジェロも縄で縛ったりしません。自分で自分を縄で縛り付けるのだから、世話ねえや~。どうも生きていくコト自身が縄で縛り付ける習性が人間にはあるようです。ガボール・ザボの「Spellbinder」と言ったら日本語の堪能なアメリカ人社員が「呪縛」と咄嗟に翻訳してくれて、常用語になっています。くれぐれも妖しいオーディオに「Spellbinder」されないように。

205236xそもそも電源投入時のラッシュカレントが問題で、ルテニウム振動式整流器用のリードリレーが早く消耗してしまう可能性から切り替えリレーを考案したのですが、どうもここの問題のような気がして再度厳密にLTspiceでシュミレーションしてみました。突入電流はピークで1.5aともしかしたらリードリレーが持つかも知れない電流で悩ましい。1.5aでもチョークコイルのお陰で突入電流は少なく、いずれ実機で突入電流を測定してみよう。

205232切り替えリレーが無い時の実験ではうまくいっていたのだから、このリレーが悪さをしているに違いない。こうゆう部分までLTspiceのシュミレーターで答えを出せるほど腕は無く、まだほんの初心者レベル。余談ですが、k工業のm氏依頼のモンスターパワーアンプではLTspiceでシュミレーターが獅子奮迅の大活躍で、アナログアンプとした場合のpc(コレクタ損失)不足を見事にあぶり出し、デジタルアンプへと切り替えました。

205233さて電源をいきなり切った場合に画像のようなスパイクノイズは、一体何処が出しているのだろうか?回路図を手描きして人間手動シュミレーションと相成りました。そりゃあパソコンcadの方がスマートですが、手描きならば病院の待合室でも出来る。それに下手な手描きの方が味がある。

205234手描きしたら直ぐに判明しました。いきなり電源のプラグを抜くと、トランスの発生電圧は瞬時に無くなり、電解コンデンサにはdcの残留電圧がしこたま残っています。切り替えリレーは動作遅れがありa接点は閉じたままで、ルテニウム振動式整流器リードリレーに電圧は印加されたままです。直ぐにリードリレーのcr1又はcr2が切れず、トランスに電解コンデンサから電流が流れます。次の瞬間にリードリレーが切れてセンタータップトランスの両端にスパイク電圧が発生して、1.5vの乾電池ですら400vも出るのだから、テストのdc80vでもとんでもない電圧が発生して31df6を破壊していました。

205235ならば切り替えリレーの接点を交流側に移動し、切り替えリレー2個でやったらどうだろうか?これも人間手動シュミレーションで直ぐに答えが出ました。これでも同じで切り替えリレー方式はngです。この方式は結構難しくてシステム構築に時間が掛かり破棄は惜しいけど、キッパリと諦めです。こうゆう過度現象は電源の入り切りで往々にして発生し、システムを破壊します。で結論は、ロボットと同じ抵抗で突入電流を押さえタイムアップで抵抗を短絡する方式か、いっそリードリレーをパワーアップして余分なコトは無しにするか、です。

205238これが本物のロボットの電源突入防止回路になります。マイクロプロセッサからの信号で抵抗短絡リレーを作動させます。抵抗は短絡されて存在は無くなり音には関係ありませんが、リレー2個の接点の音質が残ります。金メッキ接点は微弱な高信頼性回路用に多くあり、100vや200vの開閉には殆どありません。通常銅合金に銀メッキしたものなどが多く、音質でやや劣ります。こうして検討を重ねると、何も足さない方が音質は良いのだろうね。それにしても開発に時間は掛かり過ぎでロボット会社時代ならばアウトになるが、1人プロジェクトxはそれを可能にしています。直ぐに開発出来るようなモノはどうせ大したことはねえや...
スマン、負け惜しみです。

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2020年5月21日 (木)

素材力学 ルテニウム振動式整流器22

205210昭和30年代にサボテンブームは頂点を極め戦前からの偉大な先生方が多くの著書を発刊しており、バイト代はその本とサボテンに消えていました。小説家でもある龍胆寺雄先生の著書(シャボテン)は愛読書で、mjの誠文堂新光社から発刊されていたのは驚きです。このシャボテンとサボテンの呼称で一大論争が巻き起こり、金田式の完全対称論争みたいに活況でした。画像の伊藤ロビビアなどは垂涎の的でしたが高校生には無理、経済的に購入できるようになった現在、サボテンブームは何事も無かったように歴史から姿を消しております。たまたま倉敷の山陽カクタスさんが伊藤ロビビアを引き継いでおり運良く分けてもらいましたが、東北地方太平洋沖地震の後復興ボランティアへ行ってしまい、又しても手に入りません。事故続き失敗続きのルテニウム振動式整流器開発も、伊藤ロビビアの見事な大輪(花径16cm)開花に憑き動かされ、やる気を出しましょう。

20521531df6ダイオード破壊で原因を探るべく試験装置の構築です。トロイダルトランスの300vx2巻き線へ負荷抵抗を付け、2巻き線のひとつに1.5vの乾電池とオン、オフのスイッチを付けます。こんな簡単で試験装置は完了します。

205213オシロスコープはtds784d(中古の上物は100万円)を壊すと後がありませんので片肺のtds3012を使い、恐る々乾電池の1.5vをオンオフします。出ました!強力なスパイクノイズです。これのせいでtds784cの入力2個を壊すし、tds3012の入力1個を壊しました。オシロスコープの耐入力電圧不足ではなくて強力なトロイダルトランスからは想像を絶するスパイクノイズが発生して、次々とオシロスコープを破壊してしまった。恐るべしトランスやコイルで、製作される際にはオシロスコープなど壊さないように注意しましょう。

205214いやいやこれで納得してもらっても困る。なぜ?31df6が破壊したかの原因の探求です。電圧のレベルが分かり1.5vの乾電池ならばtds784dへ入力しても大丈夫です。発生電圧はdi/dtですからスイッチの開閉速度でばらつきますが、最大値と思われるまで繰り返します。

205216そのデータがこれ。たかが1.5vの乾電池から発生したスパイク電圧は、peak-to-peakで700vを超えています。これがac60v、dcでは80vを印加していたのですから数千ボルトは発生して、ひとたまりも無く31df6は電圧破壊していたのです。当たり前と言われれば当たり前ですが、どうしてこうなったか検証に入ります。

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2020年5月19日 (火)

素材力学 ルテニウム振動式整流器21

205131昔の同僚の佐渡友さんから最新の著書が送られてきました。あの激動の時代のロボットメカ開発チームのボスで、現在のロボット会社のメカの基礎を作った人物です。真面目で正義感が強く石橋を叩いて渡る安全主義者で、こっちの発明狂的で奇想天外な性格とは正反対でしたが、この組み合わせが研究開発には良かったのでしょう。著者は見城先生と佐渡友さんのお2人で、聖書みたいな重厚な装丁でおまけにお代も重厚です。こっちはとうに忘れていましたが、ロボット会社時代にティアックのa3300テープデッキをプレゼントしてあり、見城先生のティアック時代の回顧録にそのa3300が登場した訳で、お礼も兼ねて著書を送ってくれたのです。ほーれ、先行投資は良いことがあるでしょう。この重厚はamazonでも購入できます。

205131lab次なる事故の話です。トランス事故のダメージからだいぶ落ち着きまして意を決して、ルテニウム振動式整流器の総合試験に入ります。300vx2=600vの高電圧に懲りてトランスの1次側にスライダックを入れて低い電圧から試験開始です。0vから徐々に電圧を上げていきます。

205192負荷システムはチョークコイルをトランスだけcx350管アンプから掘り出せていませんから、コンデンサインプット電源で試験します。電解コンデンサは470μf400v、負荷抵抗は8kΩとなります。おー素晴らしい、電源電圧60v位でルテニウム振動式整流器は見事に整流作用をし、電解コンデンサ充電電流は狭い電気角で予定通りです。

205195上手くいったので電源を一気に停止しました。次の通電で異様に電流は流れてしまい、リードリレーは動作しているのにも係わらず整流作用はしません。これはエライことになりました。波形をサンプルするとスパイクは出るし無残な波形です。

205193突入電流防止回路の31df6に1個がぶっ飛んでいました。一体何が起きているのだろうか?

205194怖くて前に進みません。31df6ダイオードは数百本持っていていくらぶっ飛んでも問題ありませんが、高価なリードリレーはお代と納期で大問題です。一応31df6のスペックを確認すると600vの耐電圧でパルス電流は45aもあります。これが壊れたのだからよっぽど酷い事態が起きていると推測します。こうも立て続けの事故ではもういけません。

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2020年5月17日 (日)

素材力学 ルテニウム振動式整流器20

205130k工業m氏の依頼で現在開発中はモンスターなアナログorデジタルの7,000wもするパワーアンプです。電源電圧はmax±500vを印加しなくてはならず、実効値で360vにもなる非常に危険なアンプです。特殊モータのインダクタンスと抵抗は5mhの3.7Ωで大きく、これのインピーダンスは500hzサイン波駆動した時に16Ωと出ます。これにピーク値で28a流せばe=irで28x16=448vとなります。デジタルでもアナログでも同じですが巨大トランジスタはnpnしかありませんので、どんな手を使ってでもnchトランジスタ2個でトーテムポールを組むしかありません。画像の1200v300aとゆう三菱製のモンスタートランジスタqm300ha-24は、商売柄ゴロゴロあります。とゆうことでnch2個のモンスターパワーアンプを机上設計し、LTspiceに掛けましたら巨大トランジスタのpc2000wを軽くオーバーしてしまいアナログパワーアンプは断念です。やはり性能は若干落ちるもののデジタルパワーアンプになるのね。しかしデジタルでも危険な電圧の香りが妖しく漂い...

205132最初の事故の話です。センタータップ整流の半波にする為にトロイダル電源トランスの追加巻き線です。 先ずはトランスだけcx350パワーアンプを解体して、電源トランスを水晶粒から掘り起こします。

205133掘り起こしたΦ300mmのトロダルトランスで、cx350管用の7.5vフィラメント巻き線カルダス3.5スクエアを巻き解きます。ケーブルが太過ぎで追加巻き線の邪魔をするため、後で巻きなおします。

205134続いて養生テープでテーピングして巻き易くします。いっとう安い養生テープの品質はボロいですが絶縁層も兼ねることが出来て、まあいいか。年中巻いたり撤去したりしますから、高額の普通の養生テープは使いきれません。

205135ここから300vの巻き線追加作業です。ソレンのofc純銅ネットワークコイル15mhを名工ミルトさん作、巻き線治具にセットとしてサクサクと巻きます。

205136問題は巻き数で試作品トランスの正確なデータが残っていません。そこで多めに巻いて電圧を計りながら調整します。電圧を掛けておいてテスターリードをポリウレタン線に刺して電圧を計り、既に巻いてある電圧とどんぴしゃ合わせます。巻き数の合わせほど正確には出来ませんが、電源の整流回路で良しとします。

205137その時の2つの巻き線電圧がこれ。オシロスコープのレンジオーバーで電圧が少々足りないような値になっていますが、現状の動作電圧とゆうことで良しとしました。

205138ここまでは順調に進み、複数巻き線の電圧確認作業中にやってしまいました。ルテニウム整流器の制御電源はdc24vですからac巻き線は18vになります。この電圧調整中にオシロをstopさせて電圧を正確に読みました。この時300x2=600vのポリウレタン線のメッキ剥がしの不十分を思い出しカッターナイフで丁寧に剥がし、テスターリードを持って導通確認をした途端に電気が走り感電しました。特別高圧77,000vが嫌で電子系へ鞍替えし、しかし長年高圧作業に携りましたが事故は一度もありません。手には軽い電気火傷は負うし、気持ちは落ち込むし、増してや1人2交替の深夜では何かあってもどうにもなりません。暫く中断です。

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2020年5月15日 (金)

素材力学 ルテニウム振動式整流器19

205110食通kuraiman社長氏の形容詞をお借りすれば「ぜっぴんぴん!」となりましょう。格安イタリアツアーの標準的な食事はイマイチで、自由行動の時はイタリア語も出来ないくせに美味いもの探しにゴリ夢中です。ポイントは地元のお客さんが沢山居る店で、日本人など誰も居りゃあしない所へ飛び込みます。サンピエトロ近くの観光レストランのローマ風ピザが草加煎餅みたいに干からびて堅く、閉口して何としても美味いピザが食べたかった。地元レストランのメニューはイタリア語だけで分かりゃあしない。そうゆう時は周りを見て多く注文されているのを確認して、指差し「ポルファボーレ」と言う。ローマの郊外ですが、ナポリ風生地にトマトソースとチーズだけの絶品ピザが食べられました。食も音も同じで「ぜっぴんぴん!」の音に出会いたいものですが、事故続きのルテニウム振動式整流器はどうなることやら。

205112ルテニウム振動式整流器で画像のように4個のリードリレーを使いブリッジ整流回路を作るかどうか思案です。現在のハードウエアとソフトウエアはそのままで、単純にリードリレーをあと2個増やせば簡単にできます。しかしです、ブリッジ対面のリードリレーの動作バラツキによる調整の複雑化や、リードリレーは消耗品になり使用量の増えてしまうのは、どうも気が進みません。ここで昔の音の達人の言葉を思い出しました。「半波整流回路の方が音が良い!」

205113真に耳の良い達人で、屁理屈の多い回路屋がぶっ飛びます。こっちも次元の低い半波の音など良い訳が無い、と長年思っていましたが現在は自信を持って半波の方が音が良い、と決めています。その心は?音の悪いシリコン半金属は少ない方が良い、です。伊藤先生の伝統的回路のwe274bによる整流回路は、半波整流が2個の両波です。ニッケルや銅で出来たwe274bですら半波整流なのに、シリコンダイオードブリッジの両波が勝てる訳がありません。

205115ならばいっそうルテニウム振動式整流器を半波整流回路にしてみようか?と事故中断中に横道に逸れるのでありました。LTspiceとゆう便利道具がありますので、半波のルテニウム振動式整流器が可能かシュミレーションしてみました。時定数は現在のトランスだけカニンガムcx350管アンプに合わせてあります。

205114こちらがシュミレーション結果です。半波の場合は通電角も広がり後方へ移動しますのでちょっと難しいかも知れません。


205116チョークコイルインダクタンスを増やすとこうなります。通常のチョークインプット電源と同じで後方の電流は途切れません。更に赤丸印のように電圧が大幅に下がります。

205117それをカイゼンするにはこのようにダイオードを入れます。これじゃあスイッチング電源回路と同じじゃあないか。コイルエネルギーをこのダイオードで放出します。

205118波形はこのように途切れません。これらの結果からコンデンサインプットとチョークインプットのハイブリッド電源でも半波のルテニウム振動式整流器は難しそうです。

205119もう諦めてトランスを巻くしかありませんね。しかしこの考察は有効でした。半波の方が音が良い訳ですから、cx350管の負のグリッドバイアス電源は即座に半波として、電解コンデンサにofc純銅タイプを投入すれば現状では最強となります。だから屁理屈の多い回路屋(自分のこと)はダメで、既に過去の達人のやっていることに戻っているだけです。それにしてもオーディオ回路の進化は無いね、いや進化したらマズイのかも知れません。努々進化と称した一見正しそうな理論のオーディオドツボに嵌らないように...

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2020年5月13日 (水)

素材力学 ルテニウム振動式整流器18

2055111ファーブルの昆虫記、い~やシートンの動物記ですかね?我が家の庭は近所で評判の花の多い庭で、水遣りをしていると通行人が「奥さんが手入れされているのですか?綺麗ですね、写真を撮らせてください!」などと声を掛けられたりします。「はあ~」と迷惑を悟られない返事で、内心「こっちがやっているのに誰も気がつきゃあしない」と悪態です。だがね庭主のアマガエルはちゃんと見ています。あの~、これサトイモの葉っぱではありません、カラーの葉っぱです。

2055112女郎グモはこの時期何令目かですがまだ小さい、小さいくせしてとんでもなくデカイ巣を張り植物管理上大いに迷惑です。ジェット水流で吹き飛ばし、しかし無用な殺生はしません。散水の手を休め、女郎グモ行動観察のファーブルの昆虫記です。器用なもので少し高い所からクモの糸を出し風に吹かれて反対側に着地して、糸を付けます。更に高い所へチョロチョロと移動です。途端に隠れていたアマガエルが女郎グモをパクリ。今度はシートンの動物記に早替わりでアマガエルの行動観察です。パクリと飲み込んだのですが小さいアマガエルにしては女郎グモがデカ過ぎで、足が口から出ています。が「わたしゃあ何もしていません」のカエルの面に何とかで、さっさと持ち場へ帰ります。

2055113後報しますが実験中に立て続けに事故りまして、自信喪失の弱気中断です。ルテニウム振動式整流器実験装置に余り手を触れたくないため、その間を利用してLTspiceシュミレータで本当にルテニウム振動式整流器が可能か?大いなる疑問にシュミレーションしてみます。先ずは現状のシュミレーションですが、逆位相のサイン波電源を作りトランスの代わりとしています。

2055114これで電源突入電流を調べます。完全チョークインプット電源ではありませんのでそこそこコンデンサへの突入電流が流れます。最初の1波にピークが来まして、その値が1.7aとなり相当に抑えられています。これですとdaシリーズに1000v3aの開閉能力を持ったリードリレーがあり、そのまんま使えて起動シーケンスは必要ありません。ですが、お代が結構高い(4,000円~5,000円)ことと動作時間が3msecで少し遅いのが難点です。

2055115だいたいが開発などはトレードオフの賜物で、当初の1000v1aに拘るとロボットのサーボアンプと同じように抵抗によるラッシュカレント防止が必要になります。dealの巻き線抵抗の500Ω10w程度を用意して、ルテニウム振動式整流器と直列に入れます。これを定常でリレー短絡します。

2055116そのシュミレーション結果がこれ。ピーク電流が0.6aに押さえられて素晴らしい。問題にはなりませんが定常安定まで電流は流れ続けます。この方式がルテニウム振動式整流器の起動シーケンスでは一番良いのかも知れません。抵抗の電力ですが0.6a^2x500=180wと出ますが、8.3msecの半サイクルしか流れませんので10wで良しとします。

2055117 とここまでは従来どおりで、ここからはシュミレーションを進化させます。LTspiceシュミレータには簡易トランスモデルを作るコトが出来ます。我がトロイダルトランスは漏れインダクタンスも少ないし、直流抵抗分もエラクすくないので、まあこんな簡易トランスモデルでも十分です。結合係数は1の100%としておきます。

2055118そのシュミレーション結果がこれ。トランスの内部抵抗を入れたため突入電流は若干低くなっています。トランスの巻き線パラメータは入れられませんので、インダクタンス比(1h:8h)で記述します。正式なトランスのシュミレーションはタダのLTspiceシュミレータでは無理で、有限要素解析などが必要になってきます。実は持っていますが、難し過ぎで稼働はしていません。トランスモデルが作れたコトでLTspiceシュミレータは大いなる進化です。

2055119次に無理かと思っていましたリードリレーモデルが作れましたので、かなり現実に近づきました。cr1しか記述してありませんが両方をリードリレーにすると上手くシュミレーション出来ませんので、(多分おまじないが必要)半分だけでやってみます。ここはかなり面倒でコンパレータを使わない簡易回路としています。

20551191そのシュミレーション結果がこれ。結果は大同小異で「本当にルテニウム振動式整流器が可能か?」の大いなる疑問に対して、大丈夫そうの安堵です。

20551192ところが最後のシュミレーションでng陽性と出てしまい万事休すか?たかが電源トランスと整流器だけの超簡単な電源ですが、分からないことだらけで長年研究者開発者としてやってきたが、一体何をやっていたのかい...

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2020年5月11日 (月)

泥縄力学 goot HG-900ヒートガン修理の巻き

2050111水晶粒防振構造化に必須な道具にヒートガンがあります。gootのhg-900を20年近く愛用していまが熱風が出なくなり、もしかしたら修理可能かも知れませんが長年の獅子奮迅に感謝して引退です。そこでアマゾンの登場、中華モノですが売れ筋一番で評価も一番良かったヒートガンを迷わず購入しました。これが全く使い物にならなくて、熱収縮チューブ作業がめっきり嫌になってしまいました。昔、名工ミルトさんに「貴殿のヒートガンは如何ですか?」と聞くとモゴモゴしていた理由が分かりました。努力すればこの妖しいヒートガンでも使えるのでしょうが、水晶粒防振カルダスケーブルを作るにはストレス大になります。国産の優秀品を使ったことの無い評価者は「すこぶる良い!」となるのでしょが。たまりかねてgootのnewoneのhg-905を買ってしまった。これで万事めでたしのハズでしたが...
この新製品の熱風は従来通りで問題ありませんが、回転ベアリングの音が昔作っていたロボット用転造ボールネジのようなジャラジャラした品位の無い音で気持ちが悪く、時代の進化とはこうゆうコトを言うのだろうか?時間がある時にhg-900を修理したろ。

205112_20200509171301ん、そうだ時間だけは十分にある、早速修理しよう。一応ネットで情報を調べるとhg-900はリコール対象になっていました。画像の位置から発火するそうですが、既に断線しかかり発火はしませんでしたがバチッ々火花が出て修理済み。この壊れたhg-900を着払いで送ればタダで新品に...瞬間頭をよぎりましたが、こすいコトはエンジニア魂が許しません。真っ向勝負の修理です。

205113_20200509173101先ずはバラバラ分解の破壊大魔王です。一番心配していましたヒータの抵抗値は8Ωで、良いじゃあないですか。p=100v^2/8=1250wとコールド電力が出て、スペックの1200wに同等のokで間違いなく修理できます。

205114_20200509173601「ヒータがokなればこんなもの簡単に修理できるわい!」と勇んで次のステップです。3ポジションのスライドスイッチのヒータ側の接触不良と診断されました。ほーれ、これなら簡単でしょ。
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205115_20200509173901「ならば接点復活剤で解決や!」と鼻息荒くボタボタ落ちるほどスプレーします。ところが一向に直りゃあしません。そこでスイッチを詳細に観測した結果、ヒータ電力に負けてスライドスイッチが過熱してコンタクターを固定している樹脂が熱変形のガタガタでコンタクターが逃げてしまい、スイッチが入りません。

205116_20200509174201そうなりゃあ次の一手です。スライドスイッチを反転させファン側にヒータスイッチを移動しよう。ファンはオフポジション以外両ポジションでオンですから問題ありません。これで解決かと思ったのですが反対側のコンタクタの接触も若干悪く、パワー回路の接点としたら不安が残りこのスライドスイッチは断念です。

205117_20200509174801rsを物色していましたらrsブランドのチープな小型スナップスイッチが出てきて手配です。勿論250vの5aでは容量不足ですが1個200円で2個手配しましたので、だめになれば交換です。このサイズでないと本体に穴を開けて取り付けできません。また、取り付けは無理ですが大型の日本開閉器の3ポジションスナップスイッチの15aは、送料込みで2000円を超えてしまい安いヒートガンならば買えてしまいます。たかを括って始めたgoot HG-900ヒートガン修理の巻きも、気がつけば泥縄力学のドツボに嵌っていました。

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2020年5月 9日 (土)

素材力学 ルテニウム振動式整流器17

205091時代は離合集散を繰り返し、21世紀は集の時代ではなく散(個)の時代と認識する方が納得できます。インターネットやスマホで一見リンクして集に見えますが、電線や光ファイバや無線の接続は人間を疎結合としてしまい、偽密結合の錯覚の上に成り立って余計に個なのでしょう。でありますから、やることを豊富にして一人プロジェクトxで個の時代に対処しています。さて、コロナ禍の中生活様式の変更を余儀なくされて社会は一変していますが、amp工房は昔と何ら変らず、不器用な人間嫌いは相変わらず1人2交替の個を実施しています。深夜の開発作業は音が滅法良いし、静かで判断に間違いは起きないし、第一誰も訪ねてきません。また食料品の買出しは我が役目で、24時間営業の大型店へ午前3時半頃出かけると買い物客は1人か2人で、密集は無く個です。これが少し早いと夜のお仕事の人達の帰り時間と鉢合わせするし、遅いと我ら後期高齢者は朝が早いので鉢合わせするし、絶妙な時間帯がこの午前3時半なのです。田舎へのコロナ疎開も流行っているようですが、コンビニと医者へ転がっていけば着くようでないと我等は生き延びれませんので、個過ぎも問題です。

205092またしてもやられた!2c接点はコモンとa接点b接点が2組あります。時間測定をしたのが手前の列の接点で、切り替えに使用した回路接点が奥です。この2組の接点の動作時間が何と不揃いなのです。なんだいリレーのくせして、こんな程度も揃わないのか!と悪態ついても解決しません。仕方がないので手前の測定接点側に切り替えました。rsコンポーネントブランドのリレーなんぞ妖しいのでomronにでもしたろか!と思いましたが捨てる無駄投資が最近やたら多くて反省の我慢です。

205093良いですね~!きましたきました、これで調整が出来ます。r5の立下りはゼロクロス点ですが、そこから同期カウンタ値400を作動させるとこうなります。200khzサーボですから5μsecの分解能で400は2msecで正確にオンしています。そこから8~10msecがa接点動作時間で、これまた正確に動作しています。

205094しかし次のサイクルに入り掛かっているフシもありますので同期カウンタ値を300と調整します。だいぶよろしいようです。

205095これの全体象がこれ。31df6からルテニウムに切り替わり延々と整流動作は続きます。


205096念のため拡大してみます。a接点のチャタリングがいやらしくはっきりと分かります。これが無くなればパーフェクトなんですがね。チャタリングが気になり更に微調整です。

205097こちらが最終調整値の250です。ゼロクロスから1.8msecあたりをチャッタしていますがこれが時々バラツキ、最悪3msecまで延びなければ問題は起きません。もうここまでくるとやってみるしかないようです。さて、いよいよトランスとの結合を考えましょうか。

205098しまった!
ルテニウム振動式整流器回路はセンタータップ整流回路で、トランスだけカニンガムcx350管アンプのブリッジ整流回路のトランスでは使えない、なんてこった。

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2020年5月 7日 (木)

素材力学 ルテニウム振動式整流器16

205071出展:wikipedia,「聖家族(La Sacra Famiglia con san Giovannino)は、ルネサンス盛期のイタリア人芸術家ミケランジェロ・ブオナローティが1507年ごろに描いた絵画。油彩とテンペラで描かれたパネル絵で、現存しているわずか3枚のミケランジェロのパネル絵のなかの1枚であり、かつ唯一完成している作品である。」
フィレンツェにあるウフィツィ美術館(Galleria degli Uffizi)の衝撃はカラバッジオとこのミケランジェロの「聖家族」で、残念ながら写真撮影禁止で写真はありません。できれば至近距離の撮影でテクニックは詳細に見たいものです。システィーナ礼拝堂の天井画の天地創造や最後の審判は漆喰をベタベタ塗った上に描くフレスコ画で、言わば映画の看板みたいな側面もありテクニックが凄いかどうかはよく分かりません。勿論彫刻家ですから当たり前と言えば当たりまえですが。それがこの絵を見た瞬間「これは人間業では無い!」と感じました。現在のスーパーリアリズム画家の方がテクニックは凄いけど、絵画の比重と空気感がまるで違います。これが神の時代の成せる技で人知を超えているのでしょう。「我がルテニウム振動式整流器にも人知を超える技を与えたまえ」と念じているのですがね~。

205072見えても見えないコトは開発で良くあり、見えるようなったから直ぐ分かる訳でもないし。4現象オシロスコープでいっぺんに4箇所も見えて且つその状態が印刷できるなど、随分とエンジニアにとって素晴らしい環境ができたものです。初期のr5レジスタメモリを使ってカウントタイミングをとる方式では同期が取れず、画像のように非同期で切り替わっています。そうか、r5オンでは具合が悪く5rオンのエッジからカウントするのが正解なのだ。

205073割り込みポートを使いますと割り込みエッジでステータスが立ち、そのステータステジスタを読むことでクリアされます。これがマイクロプロセッサ中身の仕事で高度な?等と感ずるかも知れませんが、なんてこたあない、シーケンサで自己保持してそれをクリアすれば同じコトで、今回はr5の上がった瞬間を記憶しr5の立下りでエッジ検出として対処しました。余談ですが、1967年上司から最初のシーケンス回路を組めと言われて編出した回路が前出で、以来50年以上も使い続けているのだからシーケンサもマイコンも大差無いね。これで正解ですが、200カウントの値でも同期が取れません。

205074又しても難問です。そこで同期カンタ値10として殆どr5オン瞬間からカウントさせてみましたら、a接点の8~10msecの動作時間とまるで違い4msec位で作動しています。

205075ならばいっそう同期カウンタ値をデカくしてやれ、と800カウントにしました。全く同期が掛からず、もう訳が分かりません。これが見えても見えない典型です。

205076 思案は続き接点の測定と切り替えリレーの動作を重ね合わせてみました。ご覧のように接点のオフ動作と整流波形の切り替わりが違います。

205077今度はa接点の重ね合わせです。a接点8msecの位置とはまるで違い、これは一体...

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2020年5月 5日 (火)

素材力学 ルテニウム振動式整流器15

205010庵原(村)の幼馴染みのスーパースターのかっちゃんがお孫さんを連れてサボテンの見学に訪問です。スーパースターの所以は、未だハンググライダーなど無い時代アメリカから怪しい図面を取り寄せ作ってしまい無謀にも大空を飛んだ、サッカーは庵原のスターで日立本社(現在ならば柏レイソル)へ入社した、若い頃はあらゆる職業(電気工事屋時代に日立で再会、皮職人、電気の検針屋、模型屋...etc)に携わり、姉さんの静岡no1高級クラブG&Gのフロアマネージャーを勤め、その時代に働いていた有名女優さん(寅さんにも多数出演)の上司、などなど枚挙にいとまがありません。庵原街道沿いで模型屋を開いていた頃、遂に我がロボット会社へ引きずり込んでしまいました。その会社名が「jack」でジャパン・アドベンチャー・クラブだとか、ん、どこかで聞いたような?スポーツマンで体格はでかく、しかし闘争心は内に秘め殆ど怒った顔を見たことの無い温厚な性格で、内心石坂洋次郎の「日のあたる坂道」の主人公みたいな青年だな、と当時は思っていました。「長い人生には色々あったな~、高度経済成長からそしてバブル崩壊、自然災害などなど、最後にコロナとは...」かっちゃんはしみじみ語り、「ブログ再開に安心しました!」と、お孫さんとデカ馬(パジェロ)に乗ってさっそうの帰還です。

205051こっちは暗礁でいささか参りました。電源マネージメントの一番重要な最初の1発でしくじりですが、電源投入の過度現象は難しくマイクロコンピュータ時代になって度々苦労しました。切り替えリレーが電源投入時100msecほどオンしてしまいます。何度やっても100msecで時間がしっかりしているものだから、てっきり自分がソフトでやっているのではないかと随分悩みました。

205052ところがmosfetドライバーのゲート入力問題でした。入力はモロにfet入力ですからインピーダンスは高く、コンデンサ入力になっています。電源投入時ここがローに落ちる時間の間ハイ出力が出てしまいます。何度も使っているドライバですが、電源投入時の100msecなど問題にならないプロジェクトで発覚しませんでした。ここはプルアップではなくてプルダウンが正解で、解決しました。

205053やれやれはつかの間で、今度はromにしたら切り替えリレーが動作しません。プログラムは簡単で黄色丸印のカウンター値が設定値になったら切り替えリレーオンです。しかもromのデバックでイエローモニター搭載の時は、このロジックは問題なく動きます。

205054ここは久々の難問になりました。こともあろうにramのスタート番地がa000であるところをa004で切ってしまい、カウンター番地がプログラムが単純でメモリエリアのトップに割り付いていました。このa000はメモリクリアからは外れてしまい、32bitデータのffffffffが詰まっていますからカウンター値がとんでもなくデカイ現象でした。イエローモニター搭載の時はモニターがramをクリアしており、問題は出ませんでした。こうゆうところがマクロプロセッサを使う上で、自らドツボに嵌るところです。

205055これで切り替えリレーも動作して一応動きに問題はなくなりました。赤が電源のサイン波、緑の大が31df6の波形、ルテニウムに切り替わって緑の小になりokです。ただこれでは切り替えタイミングの詳細は分かりませんので拡大します。

205056その詳細がこちら。上画像ではレベルが揃っていませんでしたのでこちらは合わせた画像です。31df6からルテニウムに切り替わりが分かりますが、まだ同期は取れていませんので勝手に切っています。これで漸く調整開始できます。泥縄力学の深度は日に日に深まり、オーディオはプロセスなりを体現していますが、完成が目的ではないからこれでいいのだ。芸術の芸の世界に完成などあり得ん話で、尽きるまで延々とプロセスは続くのであります。

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2020年5月 3日 (日)

素材力学 ルテニウム振動式整流器14

204291中断していますkuraiman社長氏のdenon,dp-80の水晶粒防振構造化です。3相のサイン波駆動はsh7145や7286や7124がフルデバックできる環境にありますから直ぐにでも出来ますが、止めときました。回路技術論ではなくてどこに投資すれば最大効果が出るかに気付き、「回路などどうでもいいや!」と現在はなっています。勿論3相サイン波駆動にすれば良いに決まっていますが、安くはできません。基板の開発やソフトウエアの開発に大枚投資していますので自分用は良いですが、これをamp研究会のメンバーに負担させる訳にはいきません。プラッターにあえて紙管を使ったのは、潜水艦のプロペラまで削れる5軸マセニングセンタを持っているk工業m氏に依頼すれば直ぐにでも高精度加工できますが、低精度でも問題なしを表現したかったコトと、原資少なくとも良い音を実現したい思いです。プラッターの高さは100mmにしてΦ300mmの紙管をセンターを合わせながらdp-80のプラッターに接着します。モータも電気品も全て水晶粒防振構造にします。どこまでやれるかで音質カイゼンの度合いは違ってきます。水晶粒も安いものを中国から直接取り寄せ、ふんだんに使います。プラッターの充填量で約20kg、dp-80はこれを難なく回しトルク出すぎ感があります。これでdp-100やemt927を凌駕出来ますが、dp-100やemt927に同様の改造を施せばdp-80改造版の上をいってしまい...ですね。

205031今更ながら、簡単と決め付けていたリレー如きに振り回されるなどとは予想もしませんでした。身の回りにある多くのものが難解になっており、それに気付かない人達が大半で、気付かない方が幸せなのかも知れません。長年開発者をやっていますとつい徹底的に掘り下げてしまうのは、もう殆ど職業病なのでしょう。とゆう訳で急遽リレー動作解析用のハードウエアとソフトウエアを作りました。

205032リレーはsh7124のpeポートから出力し、そこをモニターします。その信号はmos高速ドライバのmcp1404へ入り、インターナショナル・レクチファイアのAdvanced HEXFET Power MOSFET「IRF2807SPbF」で24vのリレーを駆動します。リレーのab接点には抵抗が付けてあり動作時間の測定が可能になっています。4現象オシロで4点を同時測定しタイミング関係を明らかにします。

205033先ずはsh7124のpeポート出力とIRF2807SPbFのドレイン電圧を見てみます。このpower mosfetは80aも流せるお化けですがrds(オン抵抗)が13mΩと極度に小さくフルブリッジなどのスイッチング電源で多用したものです。mcp1404とmosfetの加算遅れは10μsec程度で無視できます。

205034次は接点コンタクターの動作でリレーオン時のa接点とb接点の動作を見ます。1967年当時、リレーに初めて携わった時このab接点の表現に疑問を持ち調べましたらメイクとブレイクが正解でしたが、abが支配的で文句は言いませんでした。ab接点とは不思議な表現です。

205035リレーのオフ時のab接点の動作です。a接点のオン時にバウンスがありましたが、こちらではb接点に出ています。離れる時はスムーズに離れくっ付く時は暴れて、が接点動作の本質のようです。これがリレーを扱って53年目の答えでした。応答速度はカタログ値の15msecに対してワースト10msecと早くなっています。肝心要はバラツキですが出ています。このリレーは一度オンしたら電源オフのオーディオ停止までオンぱなしてオフ側は無視できます。よってバラツキはひとつ上画像のa接点8~10msecとb接点6~7msecの値となり、これを吸収するようにします。

205036xまずそのまんまオンオフした時の画像がこれ。これですとb接点側の最短時間の6msecでは、チョークコイル電流の最後位に開閉が起きて少々マズイですね。

205037そこで同期カウンターを入れて1msec遅延させ、青印のように調整します。バラツキにより運が悪ければ次サイクルのチョークコイル電流の流れ始めにぶつかりますが、まあ調整範囲とゆうコトでやってみましょう。

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2020年5月 1日 (金)

素材力学 ルテニウム振動式整流器13

2050101見える!聴こえる!は簡単そうですが案外難しいものです。見えているつもりでも見えていないし、聴こえているつもりでも聴こえていないし。しかし物事は極めて単純で、見えていれば理解は及び描けるし、聴こえていれば理解は及びアンプやレコードプレーヤはできます。見たい聴きたいが為の破壊大魔王で、名だたる名機は解体して中身を見て無謀な改造はするし、icはセラミックパッケージを破壊して中身を見るし、キャンタイプトランジスタはカナノコで切断して中身を見ます。その甲斐あって真空管や純銅の潜在能力が見え始めて、ようやく聴こえるようになりました。聴こえてくればしめたもので、ルテニウム振動式整流器や!と開発に拍車がかかります。

205011xチョークインプット電源とコンデンサインプット電源のハイブリッド電源の解析も終わり、いよいよトランスだけcx350管パワーアンプへルテニウム振動式整流器を組み込む時です。ん、だが待てよ、パワーオンの突入電流、所謂ラッシュカレントは一体どうなるのだろうか?早速シュミレーションにかけてみました。最初の1波は殆ど全通電角で且つ1.5a程度の大電流が流れ、リードリレーは通電中の遮断でかなり傷みます。ロボットの場合は抵抗で電流制限してタイムアップで抵抗を短絡してラッシュカレントを抑える手法です。

205015まあこれに似たようなコトをやるしかありませんね。LTspiceでリレーシーケンスは上手く描けませんが、31df6のダイオードから突入電流を流し、タイマーでなくて人間がころあいを見計らって押しボタンを押し、切り替えリレーを使ってルテニウム振動式整流器側に切り替えます。自己保持させますから2c接点のリレーで開閉電圧はdc400vタイプのリレー!流石にそんなリレー持ち合わせていませんのでrsへ慌てて手配しました。

205014慌てての手配は良くありません。上記押しボタンスイッチのような非同期式安直な方式では、例えばチョークコイル充電中に切り替えが起きると、コイルを切った瞬間エネルギーで切り替えリレーか若しくはリードリレーを痛める可能性があります。この時点で別計画の市販品開発においてマイクロプロセッサの使用は大袈裟で止めて、ハードウエアだけでお茶を濁そうとした企みはオジャンになりました。パワーマネージメントが入るとこれはもうマクロプロセッサが必須になります。

205016開閉を同期式にする為には切り替えリレーの動作速度の安定性を検証する必要があります。rsより入手したリレーは「Operate time (at nomi. Volt.): 15ms max、Release time (at nomi. Volt.): 8ms max、Max. switching voltage: 440VAC / 300VDC」とあります。先ずはこの15msecにばらつきのありや無しやです。

205013切り替えリレーの同期タイミングは動作速度によりカンターのスタートポイントを決めて、チョークコイルに電流の流れていない安全なポイントで切り替えます。例えば青丸スタートポイントから上記リレーの15msecでは赤丸で開閉となり、ギリギリで危険です。またこれにバラツキがあれば更に危険となります。泥縄力学の深度は益々深くなり、リレー1個の詳細な動作解析へと発展してどんどん音出しは遠ざかり、俺は一体何をやっているんだい。

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