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2023年1月 7日 (土)

Is it field control?

01071_20230108082601 356のワイパースイッチらしい。初めて触るけどメカ的に凝った構造みたい。
 押し引きのスイッチが有り、さらにノブを回転させる調節機構がある。これでワイパーの速度を変更出来るとか。


01072_20230108082601  裏には沢山の端子というか固定電極らしき物が見えるけど、実際に使って居ると思われるのは4個みたい。




01073_20230108082601  全部がカシメなので鳩目を飛ばして分解した。
 やっと構造が解った。1箇所にハッキリした接触不良が、その他の数カ所に怪しい接触不良箇所が有った。


01074_20230108082601  少し疑問箇所が有ったので再分解できるようにビスとナットでくみ上げて依頼者に渡して来た。




01075  疑問箇所は左図。速度調整VRの左端は数度の範囲は0Ωの直結状態になって居る。これは理解出来る。しかし理解出来ないと言うか怪しいのが右端。
 右端の数度の範囲は抵抗値が無限大に成る範囲が存在する。こう言う機構の可能性も有るけど、図のように抵抗体が切れて居たりストッパが失われて居る可能性が有る。
 抵抗体の太さと使われて居るであろうモータのサイズを考えると、モータの電流をこの抵抗体で制御するのは無理がある感じ。じゃあどうやって居るか想像すると界磁弱め制御の可能性が有る。
 界磁を弱めるとモータの特性が高速・低トルク型になる。もし十分にトルクがあればその系統の速度は上昇する。そして制御に必要な可変電源とか可変機構がアーマチュア電流を制御するよりも遙かに少なくて済む。
 このあたりは大昔の工場の制御関係をやって居た人とか、メカ系の鉄道オタクが詳しい。もしこのスイッチをCWに回して高速になるのなら、界磁弱め制御だろうと思う。そうなると再修理してストッパを追加する必要が有る。そうなると鳩目をあと数個飛ばしてかなり面倒な作業が必要に成る。
 うーん。。。

2023年01月08日追記
 「界磁弱め」で検索するとウィキペディアが一番上に出て来て、その中には「界磁弱めることでトルクを増加させる方法を弱め界磁制御と呼ぶ。」と有る。
 試しに「field weakening control」で検索して出てくるページにはそんなアホな記述は無く、念のために英語版Wikipediaの「field weakening control」を見ても「The speed of a DC motor can be increased by field weakening.」と有る。
 政治家も日本人に観光業しか期待して無いし、日本が技術大国とか言うのはYouTubeの「日本凄い」チャンネルの中にしか無いね。

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コメント

モータは素人ですが、一般に負荷が同じで回転数が上がるということは、駆動する力が増えないとそうならないのでは?と思います。そのモータが出せる最大トルクと、動作時の瞬間瞬間にそのモータが出しているトルクとが混同されていませんか?

投稿: | 2023年1月 9日 (月) 07時55分

 そのモータの出せるトルクに対して負荷が十分低い場合、最高回転数はモータ自体の持つ特性というか逆起電力の発生具合と印加電圧に支配されます。
 その極端な例が無負荷回転数で、これは界磁の強いモータでは低く界磁の弱いモータでは高く成ります。
 この場合の最大回転数は負荷トルクとのバランスで決まっているのでは無くて、モータと電源の特性から来る上限が支配的に成ります。

 車の話なのでエンジンに例えると、界磁の強いモータは1速です。界磁の弱いモータは5速です。
 負荷が十分に低ければ、1速だと低速で頭打ちに成るけど5速だと高速まで行けます。当然トルクは低いですが。
 英文のウィキは正しいですが、日本語のウィキは間違っています。

投稿: みつやす | 2023年1月 9日 (月) 08時50分

 現実的な例が有りました。ポルシェのタイカンはモータにメカ的な2段変速機を組み合わせています。
 それに対して日産のアリアは界磁に電磁石を用いて「電気的な無段階変速」を実現しています。

 車雑誌を含めて訳の解らない記述も沢山有りますが、日産とか明電舎の出した技術資料を読んで頂くと、日産が2速、3速、とシフトアップする代わりに弱め界磁を使って居る事が理解出来ると思います。

投稿: みつやす | 2023年1月 9日 (月) 09時14分

遅レスでごめんなさい。

「界磁を弱めることでトルクを増加させる方法を弱め界磁制御と呼ぶ。」は誤記じゃないですかね?
トルク⇒速度の間違い。でないと後に続く記述と整合がとれない気がします。それにしても「1万ボルトの高圧電流」とか「基板を基盤」とか言われると私もイラッ!っとします。

投稿: riki | 2023年1月 9日 (月) 21時59分

モータは静止時に最大トルクで、速度が上がるとトルクが下がります。高速・低トルクモータは、低速・高トルクモータが、トルクを発生できない高回転でも、弱いトルクを発生できます。あるモータがトルクを発生できない高回転で回っている時、界磁を弱くすると、高速低トルクモータになるので、弱いですがトルクを発生できます。トルクが発生するので回転が少し速くなります。ということではないかな?と思っています。

投稿: | 2023年1月 9日 (月) 22時35分

>riki さん

 その文章の前もうーんと言いたくなる感じで、良くわかって無い文章に思えます。そうじゃ無くても数行で人に教える為の文章では無いと思います。

> さん

 仰るとおりだと思います。車で言うと1速の最高速度は急坂でトルクに負けているのとは違い、オーバーレブで回るだけで一杯一杯の状態です。そのときに2速にシフトアップすると車軸で見ると高速・低トルク特性側に移行します。出せるトルクは全般に低くは成っても、走行に必要なトルクよりも大きければ加速出来ます。
 当然、坂道で強大なトルクが必要な場合はその限りではありませんが。
 アリアの界磁制御はCVTの制御に電動機効率を加味したような内容なのかな?と想像してみたり。

投稿: みつやす | 2023年1月 9日 (月) 22時52分

高回転時に、界磁を弱めると、弱いけどトルクが発生するということを、納得されたかな?と思います。「界磁を弱めることでトルクを増加させる方法を弱め界磁制御と呼ぶ。」というのは間違いではないのかな?と思います。でも、「電圧による制御が限界に達した中速域から高速域において」という前提条件から遠いので、わかりにくくなってますね。よくわかってない文章というより、詳細な正確さを重視したあまり、法律の文章みたいなわかりにくい文章になっているように感じました。

投稿: | 2023年1月10日 (火) 07時51分

 回転が頭打ちに成った領域ならそういう見方も出来ます。しかし低回転域のトルクは減少します。モータの出力軸に増速機を付けるのと同じ事なのですから。
 「界磁を弱めることでトルクを増加させる方法を弱め界磁制御と呼ぶ。」を車やバイクの言葉で言い換えると「減速比を小さくする事でトルクを増加させる方法をシフトアップと呼ぶ」と同義なので、仰るようにピンポイントの話を広げすぎてしまって居て、全体の説明として私は不適切だと思います。

投稿: みつやす | 2023年1月10日 (火) 08時29分

高回転時の説明だけが長々と書いてあるので、それが全回転域についての説明と誤解を与えるということだと思います。よい説明とはとても思えませんが、間違いが書いてあるわけではないと思います。

投稿: | 2023年1月10日 (火) 10時15分

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