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2020年7月22日 (水)

振動力学 10kw高速サーボアンプ開発その8

2007221k工業m氏を団長に総勢5人で横浜のテクノハンズを訪ねる。途中で合流した元s電気秦野製作所のs氏と相変わらず昔話が弾む。氏はセレン整流器を作っていたが自分には向いていないと電球=真空管技術へ向かったと聞き、これにはたまげた。現役時代に何度もお会いしているが、オーディオの話など不埒と思い一切しなかった。s氏に頼めば、セレン整流器や亜酸化銅整流器も問題なく出来るが、時既に遅しか。セレン整流器はなぜ50mm角だったかなど、面白いエピソ-ドに興味は尽きない。真空管のエンジニアも整流器のエンジニアも音の良くなる秘訣を認識したら、オーディオも次なる進化になる所でしょうが、我らを含めて引退組みでは諦めるしかない。

2007222モータは輸入品で製作している訳ではないし、スペック上の限界もあり「そんなもんかね~」と思っていた。エンコーダに目が止まり「美しいね~」と思わず言葉が出てしまう。なんせ小型且つ薄型でガラススケールもあり、a相、b相、z相とインクリメンタル型で、sh7145cpuで直接カウントできるから処理速度はこっちの責任となる。光出力はsin波とcos波でその位相差で方向と角度でパルスを決めている。昔ミツトヨの仕事をしていた時、担当課長から1μmの世界では鉄が豆腐になると、印象深い話を聞いた。このエンコーダは0.1μmととんでもない分解能の世界で、一体鉄は何になるのだろうか?

2007223ボイスコイルモータ・アクチェーターをdc動作させるべくソフトウエアを組み上げる。オーディオアンプではdcアンプとacアンプではそれなりに違うが、デジタルサーボアンプの場合は全く同じで、参照すべきデータテーブルが違うだけ。dc駆動データテーブルを即座に組み上げる。

2007224指令をとりあえずボリュームから加えて動作させる。見事に±5mm程動き確かにリニアアクチェータの動きをし、微細で高速な動きにこれは使える。3相のac200vを整流した電源のdc電圧は280vとなり、この電圧でボイスコイルモータ・アクチェーターを駆動すれば相当なチカラが出る。ネオジウムの強力磁石を使い、低く見積もって100n/aとすれば50a流した時5,000nのチカラが出る。

2007226x今回のスペックの磁気回路では168n/aの超優れものだが、電流を28aのピークとした場合コイルの発熱でネオジウム磁石がやられてしまうと聞き、限界を感じた。確かにネオジウムは熱に弱い問題もあるが、空冷若しくは水冷など方法論はあり、ここがポイントのようだ。要するに10kwに耐える超スピーカを開発すれば良い訳で、何とかしよう。中華を始めこの手のモータは海外の方が多く作っており、日本はもっぱら輸入に頼っている感がある。しかしサーボモータを作るより遥かに楽だから作るべきだし、かなり面白い。軍事境界線にトランペット型スピーカを相手国に向けて何個も積層しているが、戦前のテクノロジーみたいで格好悪い。1個でミラクルボイスの10kwスピーカを用意すれば脅威になる?
7月23日追記
ボイスコイルモータを設計していたら直ぐに気が付いた。テクノハンズのavm250は直流抵抗が3.7Ωある。これで28a流すとi^2rが発熱量だから28x28x3.7=2900w、とんでもない!

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