2021年9月22日 (水)

デジタルアンプ pwmアルゴリズムの設計

2109221お呼びが掛かれば何処へでも飛んで行き「何処のウマの骨?」扱いも多々あるが、たいていはサーボ技術で「落とし前」を付けて、客先のエンジニアと意気投合まで持っていく。a化成さんは「何処のウマの骨?」の真逆の対応で、随分居心地が良かった。こうゆう時は見積もり以上の仕事までしてしまい、気が付けば「あさくまのステーキ」で全力疾走していた。見返りはプリウスモータやサーボアンプの解体したものを存分に観察させてもらった。勿論トヨタはモータ工場でありipmの工場でもある。画像は自動車化されたipmで実に素晴らしい。

2109222vcmがpwmデジタルアンプになったのでpwmを設計している。ブラシレスdcモータは「3相の相補pwmで動きますよ!」とルネサスの言いなりに記述して、その通り動けばそれ以上の探求はしない。こっちはdcモータからスイッチング電源のフェーズシフトからスマートグリッドまで、あらゆるpwmを非力なshcpuで作らねばならない。ですから先ずはpwmの設計から始める。

2109223vcmはスピーカだから単相モータになる。ipmは3相しかないからややっこしい。ややっこしいついでに富士のipmから三菱のipmに替えたものだから、ややっこしいの2乗で頭を抱えている。その苦労は別項で。shcpuの相補pwmで単相は勿論駆動できるがデータ更新がw相にセットした時だから、ダミーでw相も入れなければならない。

2109224サイン波駆動はu相よりv相を180度進めれば丁度位相反転となり都合が良い。pwmのデジタル波形では判断できないのでdaコンバータで出力する。u相の出力とv相の出力でbtlアンプを構成する。これで基本のロジックは完成です。

2109225pwmの設計において無駄な動きがあるのが相補pwm、但しこの無駄によりサーボ性能は一番良い。+半サイクルをq1のpwmでやり、q4はオンぱなし。-半サイクルはq3のpwmでやり、q2はオンぱなし。無駄な動きは無いしシンプルで一番適しているが、単にオンオフをするq2とq4のタイミングがクリチカルで警戒を要する。相補で問題が生じた時にはこの方式に切り替える。画像は-の半サイクルでq2とq3が主にオンしている。

2109226各デバイスの動きを机上でつぶさにシュミレーションする。ポイントはvcmコイルに溜まった膨大なエネルギーをどう回生するか、コイルをオンオフした時の電流の動きを読むことが大事です。これは上の-半サイクルpwm波形の手動シュミレーションです。

2109227pwmの全パターンで破綻がないかチェックする。こちらは概ねq1オンとr4オンのサイクルだから+半サイクルと捉える。



2109228こちらは上の+半サイクルの手動シュミレーションで、各デバイスの動きを確認する。これを手動でやるから間違い易いが、pwmのシュミレーションにはお目に掛かったことが無いから仕方がない。

2109229x面倒ですがとにかく何パターンも波形をサンプルしてチェックする。このパターンは+の半サイクルでq1オンのq4オンで電流を流しているが、丸で括った部分が相補pwmなので勝手に動く。動くが+半サイクルには影響が無い。

21092291こ勝手に動き無駄な動きと称したものは、ダイオードが逆バイアスされて次のオンで突入電流が流れノイズを無尽蔵に吐き出す。④がそれで②で逆バイアスされたダイオードを今度は正方向にオンするから短絡電流が流れ、盛大にノイズを発する。

21092292これらの一連の机上シュミレーションは実機で動かす前に十分やっておく。実機になった時は現象が複雑になり問題が生じていても分かり難い。昔は2現象オシロスコープしかないから想定で4個のpwmを判断したが、現在の4現象では完璧に見ることが出来て良い時代になったものです。ただ見るは騙され易く、真実を見抜くには心眼とゆうことでしょうか。

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2021年9月21日 (火)

電磁力学 ofc純銅可飽和リアクトル整流器は可能か?了

2109200jazzは多くを聴くべきだ、だからレコードの枚数は沢山あった方が良い。まだあれを持っていないし、これも持っていないし。しまいには収集癖に操られ、持っていないと不安感まで生まれる。それが「タンとはいらねえ~」と気が付く事件が一連の銅化、そう銅式で起きたのだ。銅式にする度に、A-66 John Coltrane Quartet - Crescent 1964、John Coltrane, tenor sax; McCoy Tyner, piano; Jimmy Garrison, bass; Elvin Jones, drums.Van Gelder Studio, Englewood Cliffs, NJ, April 27, 1964、Wise Oneは、より切ない演奏になり、
A-9106 John Coltrane - Kulu Se Mama 1966、John Coltrane, tenor sax; McCoy Tyner, piano; Jimmy Garrison, bass; Elvin Jones, drums.Van Gelder Studio, Englewood Cliffs, NJ, June 10, 1965、Kulu Se Mama (Juno Se Mama)は、より過激な演奏になる。

2109201x銅式にするためにいくら調べても、何度調べても磁化力hの算出式はこの式しか出てこない。これが正解と決めて調査はもう止めた。磁化力は1mに何ターン巻いて、それに電流何アンペア流したかで決まり、ここの計算においては透磁率などの磁気パラメータは出てこない。Φ350mmトロイダルコアに300ターンx2巻き線=600ターン巻いてある。

2109206今回はスライダックを強化して8.8aまで電流を流してみた。



2109204xこちらが電流波形で8.8a流れている。磁路長は概ね1mだからhは600x8.8=5280a/mとなる。ただdc電流はリップルが大きく残り、ここは気になるところ。

2109202xxこれを磁気特性表へ書き込んでみる。最大磁束密度は1.9テスラだからその値を飽和値とすると、5280a/mでは飽和領域へ入り透磁率は殆どゼロになる。これではインダクタンスもゼロに近くなる。

2109205電圧波形を見ると、600tの両端にはdc電圧の6.74vが加わっている。もしインダクタンスがゼロならば6.74v/0.6Ω=11.2aの電流が流れる。案外近い値で飽和領域に近いのかも、電流リップルで影響が出ているのか?

2109203完全に直流の電源ならばバッテリーを使うか大袈裟なdc電源を作るしかない。磁気飽和についてはvcmでも起きていることで、vcmは磁気飽和が起きては困る事例、こっちは磁気飽和を起こしたい事例。電磁力学のofc純銅可飽和リアクトル整流器は可能か?は時期尚早との判断で一旦了とし、論を持つべく磁気回路の学習を深めよう。

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2021年9月20日 (月)

デジタルデータを見る!

2109191冥界と現界を行き来しているようなもので、木戸銭を払って渡し舟をしっかり用意しておかないと奈落へ落ちる。gm70管ppアンプやofc純銅可飽和リアクトル整流器は可能か?が現界でアナログ、vcm駆動用sh7145デジタルサーボアンプが冥界でデジタルとなる。ナントかwinみたいにバグ取りをヴァージョンアップと称して正当化するなど、冥界の仕業としか思えない。gm70管ppでバグを出せばプレートは真っ赤になって怒り火を噴くから、失敗は正当化できない。

2109193冥界のデジタルサーボは奇妙奇天烈でvcmサイン波はexcelで作る。表計算でvcmがサイン波で美しく動くのだから、やはり冥界なのだ。excelは教わったこともないし、マニュアルも面倒で読んでいない。これでサイン波を作るのだから素人細工もいいとこです。

2109192冥界ではない現界の最強の開発システムです。sh7145cpuボードにxpパソコン、xpでないとイエロースコープは動かないから仕方がない。オシロはdpoのtds784d、現在の液晶タイプと違いカラーブラウン管だから現存するオシロの中では一番美しい。それにレクロイの名機584a、まるでデジタル百貨店の如き何でも機能ありの優れもの。オシロスコープが2台必要は、時間軸が違いすぎてデジタルだから冥界となりお化けが出る。前回のしくじりを反省して2台とした。

2109194k工業s氏へ送った最新ソフトの確認作業をしている。200aものvcmを駆動するにはpwmデジタル・スイッチングアンプになり、先のサイン波がご覧のデジタル信号となって、これの正当性をどう評価するのか?

2109195その為の渡し舟がdaコンバータで、奮発して16bitを3チャネル搭載している。先ずは周波数highを見る。問題なくokです。



2109196次に周波数lowを見る。ん?何か妖しい。



2109197拡大すれば直ぐに分かる。サイン波ゼロクロスをしくじっている。こうしてpwmデジタルの冥界信号を現界で暴露してしまう。現在のソフト業界は複雑怪奇で、どこぞの銀行のように一流のソフトマンが居ても自分で作ったソフトがどう走っているか分からなくなりギブアップ、やはりソフト業界は冥界なのだ。

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2021年9月15日 (水)

デジタル社会の怪とデジタルオシロスコープの怪

21091401支持率調査が1000人や2000人のサンプリングで行われ、サンプル数の問題もあるが信憑性は確認のしようが無い。5G超高速データ伝送時代に1000や2000のサンプリングとはあきれる。まるで昭和の電話交換手の女性がパッチボードへ電話コードを差しているようなもので、原始的過ぎる手法はデジタル社会の怪に見える。あっ!そんな大それた話ではない。久し振りに20khzデジタルサーボアンプ電流制御のソフトを組んでデバックしているが、妖しい。腕が落ちたようでプログラムリストを見ながらウンウンしている。

21091402sh7145cpuボードは旧型のcpuで、25nsecのとろいクロックで動いている。そのcpuで200khzデジタルorアナログ電流制御を叩き出すのだから、自動車レースみたいなもので非力でも運転技術があれば勝つことが出来る。先日まで200khzアナログサーボアンプをやっており、それを20khz低速デジタルサーボアンプにしたから混乱している。

21091405アナログサーボの方が高速とは如何にや?アムクロンの5002vzは2Ωで5kwものパワーを出せる驚異のプロ用パワーアンプです。これで2000nとゆうチカラを叩き出していたが、これの何倍かとなるとアナログアンプでは無理。そこでpwmのipmとなるが、現存する300aのipmではスイッチング速度の限界が20khzと低速になってしまう。

21091403こちらが20khzの証拠画像で、pwm信号が抜けている。相補pwmの場合はアッパーアームpwmとロアアームpwmが反転動作しなければならない。画像を見るとサイン波の頂点部分が歯抜けを起こしており、支持率を落としている。

21091404何だい、こんな簡単なソフトが出来ないのか!腕が落ちたものよ、と罵りながら丸一日費やした。長年常用しているデジタルオシロスコープのtds3012はk工業さんへ持ち込んでおり、代替のtds784dの4gs/s高速型を使用した。その結果サンプリング落ちでデジタルオシロスコープの怪が登場した。20khzは50μsecで500μsecサンプルではデータが完全に落ちる。100μsecサンプルでは異常は無く、ソフトは正常だった。

21091406余談だが、
アムクロンの5002vzで動作できると踏んでいた時期に、5kw程度のアナログアンプならば出来るとmj15024、25のコンプリメンタリを20数個パラ接続して作っていた。ところが5kwでも足りないと分かり中断した。やはり5kwを超えるアンプはデジタルしかない。現在進行中のipmでは200vで200a流すから40kwまでの能力を持っている。

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2021年9月13日 (月)

電磁力学 ofc純銅可飽和リアクトル整流器は可能か?

210911204妄想は希望でスリリングで生きる活力で、もしこれで世の中が変えられれば凄い!とワクワクしながら重ねて妄想する。電磁力学の可飽和リアクトル式整流器を考えた時、やはり計算が一義でまずは計算をしてみる。この特性表はΦ400mmの普通電磁鋼板のトロイダルコアでgm70管シングルアンプの出力トランスに好都合、しかし飽和に30000a/mも必要でofc純銅可飽和リアクトル整流器には不向き。磁気特性の優れた素材にアモルファスやファインメットやパーマロイがあり、いいのだが天文学的金額で手は出せない。

210911206x参考までに日立金属さんのファインメットの特性表では、何と8a/m(黒丸と腺)とあり高性能な可飽和リアクトルが出来て素晴らしい。800a/m(赤丸と線)も流せば完全に特性はヒステリシスも持たずに±飽和とゼロの直線になる。実は昭和43年の磁気増幅器本には、この理想特性を持った電磁素材で作られているとあり、当時ならばパーマロイだったのかな?と思いを巡らしていた。

210911202xこちらの特性表はΦ350mmスーパーコアで、Φ400mmの30000a/mが1/10の3000a/mで飽和領域に入る。この時の透磁率を0.001とみておく。インダクタンスを抜いてしまうにはこの透磁率を限りなくゼロに近づける。インダクタンス=n^2μs/lの計算式から、μをゼロにすればインダクタンスもゼロになる。磁化力の3000a/mとは、磁路長1mにどれだけ巻けて、どれだけ電流を流したかの単位、Φ350mmの磁路長さは1052mmだから概ね1m、これに3000ターン巻いて1aの電流を流せば実現できる。

210911201現実にはΦ350mmスーパーコアにはΦ1.0ofc純銅ポリウレタン線が800t巻けるから、励磁巻き線は4層巻けば良い。以前の想定では「Φ350mmスーパーコア1層に目一杯巻いたデータは25hのインダクタンスは取れて、直流抵抗は1.5Ω。これがスイッチの条件で60hzの場合25hでは9.4kΩとなりこれがオフの条件、オンの条件は1.5Ωとなる。この遮断特性に不満があるならば2倍巻いて100hの38kΩ、オンは3Ωとすればよい。」とあり、案外まともに予想していた。新たな計算式から出力(スイッチ)巻き線も4層必要だから合計8層となる。

210911203xひとまず8層を物理理的限界と決める。出力(スイッチ)巻き線を6層として遮断特性のカイゼンを図る。6層ではインダクタンスは25hx36=900h...こんなの実現できるのか?直流抵抗は9Ω。この時のインピーダンスは340kΩ、gm70管ppの電源を450vにした時の漏れ電流は(450/340000)x2=3ma、整流器としたらバカデカいが動作すれば良しとする。on抵抗9Ω、off抵抗340kΩ、がベストのスペック。6層にしたため励磁巻き線は2層になるが、3000/1600≒2aと励磁電流を2aに増やせば辻褄が合う。Φ1.0mmofc純銅ポリウレタン線を1層800t巻いて8層とし、2層が励磁巻き線で6層が出力巻き線となる。もしこれが無理ならば合計6層、その時の漏れ電流は6maとなる。

210911205上海駿河屋さんと密談「300bは本当に音が良いのだろうか?」「音が良いと論ずるなれば、専門家はかくかくしかじかで、プレートの材質がこれで、フィラメントの材質がこれで、ガラスの振動係数がこれで、だから音が良い等と示して欲しい」「ただウエスタンの古典球だから音が良いと言われてもね~困る」いくら議論しても毎度結論は出ない。えい、面倒だ!真空管なんか止めてしまえが根本思想だから、ofc純銅可飽和リアクトル整流器が現実できれば、半金属のダイオードや半銅体のgz37整流管から開放されて、ofc純銅だけになりありがたい。

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2021年9月 6日 (月)

レゾナンス力学 共振駆動の魔法 了

2109071理想のコイルやコンデンサは存在しないが、配線抵抗成分も共振動作には害であるから、配線は2mmx3mmの平角銅線を使った。更に端子やバスバーはofc純銅棒Φ16mmを加工して使った。共振周波数f = 1/(2π√(LC))で厳密に計算してコンデンサ容量を算出し、回路は交流動作だから大容量のフィルムコンデンサを必要とした。

2109072共振駆動が全く動作しない?何と3ヶ月も費やして遂に断念した。コンデンサはそこそこ精度は出るが、駆動コイルのインダクタンスは精密に測定できない。このインダクタンス精密測定もしくじり、これにも6ヶ月も費やした。

2109074インダクタンスやコンデンサの精度が悪ければ共振ゲイン(赤丸印と青丸印の差)が取れないだけのはずが、vcmで動作するものは時々刻々発生する逆起電力によりインダクタンスは変動すると推論した。

2109075ラジオの同調回路のようにインダクタンス一定ならば共振は上手くいくが、動的はどうやら無理なようです。ロボットで毛嫌いする共振を逆手に取り、電子バネを考えた。この魔法の仕組は何年も掛かりそうな研究対象であるは間違いなさそう。それにしてもインダクタンスの抵抗勢力は相当な食わせ者ですぞ。

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2021年8月28日 (土)

全方位力学 一人プロジェクトx

2108270x衝撃的はオムニホイールが旧約聖書のエゼキエル書からヒントを得たことで、そのJosef F.Blumrich「ブルームリッヒ」は決して妖しい人物ではなく、れっきとしたnasaのロケットエンジニアと分かり大収穫です。聖書は宗教論だと色々出てきてややっこしいが、哲学書や科学書として読めば大いなるヒントの宝庫かも知れない。

2108273ミケランジェロより23歳年上のダ・ヴィンチは天才画家にも係わらず不遇で、メディチ家にも認められずフィレンツェからミラノへ都落ちした。スフォルツァ城のミラノ公を訪ねて「私は戦車や兵器や橋を設計できます、また時には絵を描きます」と言って召抱えられた。

2108274x遂に絵を描くチャンスが巡ってきてサンタ・マリア・デッレ・グラツィエ教会(Chiesa di Santa Maria delle Grazie)の食堂の壁面に最後の晩餐を描いた。フレスコ画では繊細な表現は出来ないを理由に、遠大な計画で油彩テンペラ技法で描いた。ダ・ヴィンチコードの本当の謎はヨハネがマグダラのマリアなんかではなく、歴史の経過と共にテンペラ画の損傷は進み修復の必要を確保し、後世の芸術家達を参加させる仕掛けを密かに施したのだ。画家でありながら運河や橋を掛け、飛行機の研究や乗り物の研究、時には兵器も作り、何でもやる万能の天才いや元祖1人プロジェクトxの巨人なのだ。

2108275ユリウス2世へ彫刻家ミケランジェロに天井画を描かしたら?と進言した1人がラファエロ・サンティだが、天井画を描くミケランジェロの凄さを目の当たりにして、遂にはユリウス2世から依頼されて描いていた「アテナイの学童」の下左へミケランジェロの姿を描き加えた。

2108271建築家ブラマンテもミケランジェロに恥をかかしたろ一派の1人、いや首謀者だった。ブラマンテの設計で始まったサンピエトロ大聖堂の建築工事はブラマンテの死により頓挫し、引き継いだブラマンテと同郷のラファエロも無理で、挙句ミケランジェロへお鉢が回ってきて生涯最後の仕事としてやり遂げる。実際には完成を待たずに亡くなるのだが。彫刻の天才であり、絵画の天才であり、建築も手がけたミケランジェロも又万能の天才で、且つ元祖1人プロジェクトxの巨人なのだ。

2108277x横道に逸れるが、
ミケランジェロフリークとしたら意地悪ブラマンテを快く思っていなかった。その後の学習で見方は変った。ドナト・ブラマンテ(Donato Bramante)も最初は画家を志した。1479年ミラノ公に画家と建築家で仕え「最後の晩餐」のあるサンタ・マリア・デッレ・グラーツィエ教会の設計にも従事した。この時代にミラノ宮廷でレオナルド・ダ・ヴィンチと出会っている。元は画家だから、もしかしたら彫刻家ミケランジェロの才能を見抜いて進言したのかも知れない。画像はサンピエトロ大聖堂ドーム内部で、この石積みはブラマンテを引き継いだミケランジェロの設計によるもの。

2108272過日k工業さんへ出向きモータ設計の講義をし、若手エンジニアに設計法を引き継いで欲しいとお願いした。当方は制御系だからモータの設計は本職ではない、が大きな理由だった。ダ・ヴィンチとミケランジェロの研究が進むに連れて、我が行動はまだまだ不十分で恥ずかしくなった。モータも制御系もメカもチカラ計算も、1人プロジェクトxならば無意識に何でもやらなくてはならない。歴史を学ぶとはそうゆうコトで、実に意義深いと分かるまでに時間を使い過ぎた。

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2021年8月24日 (火)

駆動力学 オムニホイール転じてエゼキエルホイール

2108241オムニホイールと検索してたまげた、多種多様(中華)が作られ大いに活況を呈している。凄い発明で誰が発明したのだろうか?疑問に思い調べるが、明快な答は出てこない。またタイヤがコヨ回転する方式もサマザマで、それらの特許も多く出てくる。ハーモニック・ドライブやロータリーエンジンやオムニホイールなど原理原則の革命は実に興味深い。発明者が簡単に分からないはずでした。遂にwikipediaから次の文章が「1919年6月3日発行ホイールの変形は、1972年にJosef F.Blumrichによって特許を取得しました。米国特許3789947、Josef F. Blumrich、「Omnidirection Wheel」1974-02-05発行...と出てきた。omniはラテン語で全方位の意、Josef F. Blumrichはnasaのロケットエンジニアだが次は摩訶不思議?

2108246x画像はBlumrichのエゼキエル宇宙船、出展:wikipedia
ブルームリッヒは、Omnidirection Wheel のデザインは地球外生命体によって作成された宇宙船のコンポーネントとしてエゼキエル書に記載されていると主張しました。そのため、このホイールは冗談めかして「エゼキエルホイール」と呼ばれることがあります。」

21082493x撮影:あんぷおやじ
そこで旧約聖書のエゼキエル書を紐解いた。第1章の15節 わたしが生きものを見ていると、生きもののかたわら、地の上に輪があった。四つの生きものおのおのに、一つずつの輪である。16節 もろもろの輪の形と作りは、光る貴かんらん石のようである。四つのものは同じ形で、その作りは、あたかも、輪の中に輪があるようである。17節 その行く時、彼らは四方のいずれかに行き、行く時は回らない...

21082431xいやはや参りました、この難解なエゼキエル書からオムニホイールを考え出したのだから凄すぎ。横道に逸れたが1972年に発明されたと分かり、これで納得です。しかもエゼキエルホイールと呼んだ方が遥かに哲学的だから、amp工房では預言者エゼキエルの採用です。こちらの画像はamazonから出展。

2108242x今から18年前、
産学共同プロジェクトの電動車椅子の開発に参加したことがある。あんぷおやじの担当はdcサーボモータ制御のハードとソフトで、4wd駆動制御では随分苦労した思い出がある。当時この手のホイールをオムニホイールと呼んでいたかは、記憶が定かでない。前輪の赤丸印のタイヤはwesn(東西南北)と後に呼ばれた。今でも検索すればトヨタ自動車さんから出てきます。

2108244k工業m氏から「台車を...」と話があり、ピンと来て昔を思い出した。いつも思うのだが、何でも挑戦しておくもんです。丁度研修にみえていたk氏に、オムニホイールの動作についてネットから出てきた動作パターンで説明した。「う~ん、分からない」と言う。 

2108243ならばアマゾンのオムニホイールラジコンを買ったろ!と2,873円を手配した。「今はもうこの金額では買えない」これのタイヤはオムニホイール族のメカナムホイールとなっている。なんたって論より証拠が一番説得力はある。

21082491メカナムホイールもwikiから「メカナムホイールは、陸上車両が任意の方向に移動するための全方向ホイールです。スウェーデンの会社MecanumABでエンジニアとして働いていたときにこのコンセプトを考案し、米国で特許を取得した発明者であるBengt Erland Ilon(ベント・アーランド・イロン 1923-2008)にちなんで、スウェーデンホイールまたはIlon(イロン)ホイールと呼ばれることもあります。1972年11月13日に米国で特許を取得しました。」又しても1972年で、これじゃあ何処の誰が改良しても新しい特許になる訳だ。

2108245この手のタイヤは少なからず振動が伴い、且つレーシングカーのような高速運転も出来ない。ですから自走式ロボットや火星探査ローバーや自走台車に向いている。車庫入れの縦列が苦手なあんぷおやじには、ありがた~い真横動作です。あの時集まった優秀な開発プロジェクトメンバーのその後の消息は分からないが...「車椅子の年代になったら、これでレースをやろうぜ!」が、プロジェクト解散式の言葉でそれに近づいた。

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2021年8月16日 (月)

解体力学 演算速度とb級アンプ

2108111amp工房研究所では3名の若手が活躍している。コロナ禍の現在はオーディオを止めて、昔のロボット仲間依頼のモータ開発のみ行っている。古文書の解読が得意なマスターのm女史、k工業ジュニア氏、研修中のs氏、ロボットベンチャー時代より優秀な3名がvcmモータの巻き線に余念が無い。器用なもので2mmx3mmの平角極太銅線をサクサクと巻いていく。今の若者は...とよく聞くが、その心配はご無用です。

2108112巻き線と平行して制御系のサーボアンプの開発も進む。shcpuでは既に骨董の部類のsh7145だが、cpu基板を容易には起こせないから手持ちを使う。out portはsh7145のi/oを使っているから最速で動き、ランプの点灯でマルチタスク動作時間の測定が出来る。

2108113こちらがマルチタスク動作波形。立ち上がりから次の立ち上がりが演算時間で、フラフラしているのはマルチタスクの各タスク処理時間が異なるためこうなる。

2108114同期を取って見てみよう。まだプログラムの初期段階で位置決め制御は入れておらず、電流制御のみ入れている。とりあえず最速を出してみた。なんと300khzサーボで速度は世界一?1タスクの処理時間が3.333μsecだから300khzとなる。pwmアンプであればipmのスイッチング速度で20khzしか動かないが、リニアアンプだから電流adコンバータの2μsecの500khzまでは動作可能となる。

2108115アムクロンアンプの置き換えだからリニアアンプとなり、熱損失が少ないb級アンプで構成してみた。もう20年以上も不良在庫?の三菱のバイポーラダーリントントランジスタqm300ha-2h、300aの登場です。回路は至って簡単で3Φ200vが電源になるため絶縁ドライブが必要で、今回はアイソレーションアンプが間に合わないため得意なトロイダルコアによる絶縁トランスでドライブした。

2108116x意気揚々とモータ駆動のサイン波を出力していくと突然ドカン!と電流検出エミッタ抵抗とqm300haー2hが爆発した。300aのトランジスタで破壊とは何事ぞ!と悪態つくが、それが現実でpc(コレクタ損失)オーバーで破壊したのだ。pc特性表からは50vで10aしか流せないのがスイッチング専用トランジスタの実力で、過信して良く調べないからの悲劇。シャクなんで研究者3名とモンスタートランジスタを解体してウエハを取り出してみた。実態はフツーより大きめのトランジスタウエハが8個並列で、更にそれが4チップだから32個のトランジスタが全並列となる。これではcelloのパフォーマンスの出力トランジスタ24個並列の方が、放熱では勝ちじゃあないですか。300a級のトランジスタとなれば、きっとアラジンのランプの精のような巨大なトランジスタが入っている?妄想は見事にぶっ飛んだ。

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2021年8月 6日 (金)

レゾナンス力学 共振駆動の魔法

2108060毎度の登場はオルフィレウスの永久運動機械になるが、どうもアイザック・ニュートン先生には異議申し立てが出来にようで、最近は高効率発電機を動かしながら寿命にどうしたものかと相談をしている。それより、アイザック・ニュートン先生に逆らえないどころか連日先生の運動力学の計算式に嵌っている。書簡を見たアイザック・ニュートン先生は「永久運動機械を作るものは無から有を得ようとしている」とバッサリ切り捨てたとあり、そうだ「無でなくて少しの有から大きな有を得ようとすれば、これは先生も賛同してくれる」と決めて挑んだ。

2108061これを持って航空機に乗ろうものなら「爆発物!」と勘違いされて捕まる?右の巨大なコンデンサはフィルムコンで、500μf750vとゆうモンスター級。211や845で高電圧アンプを作るならば、2本直列にして250μf1,500vのフィルムコンが出来る。電解コンデンサの嫌いな方はこの方式が良いが、フィルムコンでは熱気のあるjazzは再現できないぞ、なもし。

2108062そのフルムコンの活躍場所がこれ。サイン波駆動アンプの負荷はvcmモータでこれとパラに500μ2本+αの適正なフィルムコンを付ければvcmインダクタンスと共振状態となり、サイン波駆動アンプ出力電流15aで75aもの大電流が振れる。これはオルフィレウスの永久運動機械と違い共振ゲインとゆう魔法によるチカラの出し方なのだ。

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