このモータを、正弦波で駆動してるので、180度の両端にロスが出ていると想定。基本波のみの場合はこんな感じの電圧で駆動している。
これに3次高調波を重畳してあげると、こんな感じで、誘起電圧波形に近くなったように思えない?
朝から建材屋さんに買い出し。薄いスパナもしくは、nord-lockワッシャを買いに8時過ぎに出発。すでにあち〜。激坂を上り下りして、汗だくになって帰宅。。
電装系の整備おば。
メカ系の整備の続き。
ドライブ側のスプロケットのキー固定用のネジ部の処理がアレで、バリが出ていた。スプロケットがスムーズに動かないのは、これが原因だったのか。いままでの整備の際に気がついていなかった。アカンね〜
工具一新。気分一。
カレントプローブのハーネスをちまちまと製作。今回、圧着端子をちゃんと圧着するようにした。そしたら、ロボットケーブルの芯線が細すぎてすっぽ抜け。芯線を折り返して見かけ太くしてかしめた。4本製作、、面倒だった。
以前、±85Aまで測定できるカレントプローブを自作して、インバータの開発に活用していた。しかし、高出力化に伴い、測定範囲を超えてしまっており、測定範囲を拡大したいと考えていた。そこで、以前購入していた電流センサ HASSシリーズ の50-Sを使用して±150Aが扱える電流プローブを設計した。倍率は20:1。
OP-AMPを2個使った計装アンプの構成で回路をリニューアル。オフセット誤差の調整が不要となった。ハズ。嬉しい。ユニバーサル基板に4回路分の部品を実装し、手配線。一応、配線が終わって嬉しい。
今日は、車両のメカニカルな整備と、金属加工。
ホイールのスラスト方向のガタが気になるので、シムを使って調整。外径16φ、内径12φのステンレスシムの、0.1mmと0.05mm厚を用意した。これを使って各ホイールのガタが消えるように車軸車両側とホイール間にいれて調整。イイ感じにガタだけ取れて、回転はスムーズな状態を維持している。
さらに、ステアリング関係もガタガタなので、調整。(1)ステアリング軸とステアリングアームとを繋ぐ機構にガタ。(2)ステアリング軸と軸受にガタ。
(1)こちらは5mmの穴がステアリング軸と、アームに空いていて、これをネジで締結している。ところが、ほぼネジ部で嵌合しているので、ネジの逃げ分だけスキマが空いて、ガタになっている。ここのネジは全長30mm必要。そこで、45mm長の半ネジを用意、ネジ切ってない部分が21mm、その先がネジ24mm。これを全長32mmとなるようにネジ部を切断。端面をヤスって、ダイスでネジを切り直しておく。これを使ってガタが取れることを確認した。
(2)ステアリング軸にポリイミドテープ(およそ0.05mm厚)を適切に巻いて、ガタを取った。
というような作業をして、ステアリングのガタガタが取れたわけで、実にスムーズにステアできるようになった。
これまでの走行動画を見てると、コーナリング中にすごい騒音がしているのが確認できるのだが、、これが改善できていることを願う。。それとは別にアンダーステアが結構でてたので。アウト側体重移動すれば、よくなる? ライバルはエイペックスについて綺麗にコーナリングできているの状況で、、私は大きく膨らむの。。
メカニカルな整備は終わったのだけど、最後に前輪ゆすってみたら、前後方向にガタ出てた。後輪はガタないので、(ベアリングの)交換時期? ゴリゴリはしていないので、後輪と入れ替えておこう(ゴムも減ってきてるから)。それとも、ベアリング交換しておくか? ついでに、ホイール内にディスタンスカラー入れておく? 手配はしてあったハズ。
今度の10/9のレギュレーションでは、NIKKO ELECTRIC MFGのIM1 サーキットブレーカの使用が義務づけされるので、そのホルダを金属加工。アルミLアングルを加工して、車両後方にマウントするためのブラケットを制作した。
合間に、秋葉原まで不足パーツの買い出しに。自作電流プローブが測定レンジオーバしているので、より大電流が測定できるプローブを製作する。オフセット、倍率変更ようのアンプをOP-AMPで実現する予定なのだけど、前使ってたBB OPA2604がEOLで入手できないので、代替を調達。などいろいろ。
秋月 2Fがオープンしてたけど、1Fほどの密度感は無し。殺伐とした雰囲気も無し。
自作のインバータ基板のスペアを、2018年に使っていいたモノを改修してボルトオンで交換できるように用意しておくこととした。
最新化改修は、電流センサを25A品から50A品(CKSR-50NP)へ交換。モータ接続を端子台形式(M4 20mmブラスのスペーサを半田付け)に変更。あと、ついでに電源供給ハーネスを5.5sq 1本から2本へ変更。こっちは今使っている現用機も一緒に改修しておく次第。
結構な時間をかけて改修が完了した。70Wのセラミックヒータ温度調節コテ(PX-401)が大活躍。ウチではSnPB 60%半田使っているので、比較的楽に作業できた。
モータ制御のパラメータを変更しつつ、ベクトル制御の具合を確認。モータの相電流が、85Aを超えてしまい、自作の電流プローブの測定範囲を超えてしまった。ハンディクランプメータ(Fluke 301D)で測ってみると、110Aとでた。損失もそれなりにデカくて、大型ヒートシンクがイイ感じに温まる。当初の設計どおりぐらいに熱になっている模様。IRFP4368使ってて、50W程度の損失が発生していると計算。損失減らしたいなぁ〜。Diode損失が支配的。。GaN？ 80V 90Aってのが最大? 足りないなぁ。2パラで使う?
すっかり空気の抜けたタイヤに空気を入れて、ベアリングに注油して、ピロボールにも注油して、ステアリング機構にも注油して。もちろんベルハンマー。
ステアリング機構にガタがあるので、これを治したいな。。。なにか良い手ないか。。アルミテープ加工するといいと、昔聞いた覚えもある。。私の使っているの、初期型のフレームだからね。のちに色々と改良されてます。
ゼッケンとか、車検証とかが紙ベースでノリがすごい。剥がしてもベタベタ。なんとか落として、弱い粘着の透明テープを貼り付けておいた。
フレームの塗装が欠けて、地が出ちゃってるところがあるので、錆びないようにタッチアップ。ちょうどの色無いので、明るいオレンジのペイントマーカで。。
今度の10/9は、貸与のブレーカ(IM1)の使用が義務づけられているので、改造が必要だな。
CQ EVミニカートに組み合わせるブラシレスモータの制御を見直したい。
というのも、2019年の袖ヶ浦レースで、SCiBバッテリを電源に5%の勾配を登って！というシーンで、なんかパンチが今ひとつ足りてない。いわば低速トルクが無い。という症状に見舞われていて、Z1号はトルクフルに登っていくのだけど、わたしは障害物になってしまう有様。これは、なんとか改善したい。
今使っているインバータは、電流ベクトル制御を用いた180度正弦波駆動を、ソフトウェアで実装している。正弦波を生成する手法は、PWMタイマを用いて三角波比較方式を用いている。キャリア周波数は20kHz。2019年の袖ヶ浦レースでは、制御パラメータをチューンして、8周完走。冒頭のとおり、パンチに欠ける加速フィール。回転数は上がるにはあがるけども。ゆえにストレートで52kmhを出している。
CQのブラシレスモータの磁束パターンは、正弦波状ではなく、どちらかといえば台形波に近いイメージ。絶縁プローブで誘起電圧を観測した例。
このモータを、正弦波で駆動してるので、180度の両端にロスが出ていると想定。基本波のみの場合はこんな感じの電圧で駆動している。
これに3次高調波を重畳してあげると、こんな感じで、誘起電圧波形に近くなったように思えない?
それでもって、簡単に3次高調波を重畳する方法ないかしらんと、、探してみたら、ルネサスのマイコンサンプルコードにインプリしやすそうなものがありました。
RL78/G1F 永久磁石同期モータのセンサレスベクトル制御
最終的に計算された指令電圧に、最大値と最小値を足して、2で割る。
これを
こんな感じに、comRef(緑)を引き算すると、
こんな感じに、端の方も電圧が出るように。比較すると、
う〜ん。微妙だけど、インプリしてみよう。
やってることは、それほど複雑な計算じゃないので、さっくりインプリできたのだけど、パラメータ調整必要な感じ。で、調整したら、イイ感じで電流流れ始めた。うれし〜。
安定化電源のLIMIT(10V 84A 投入電力 840W)まで引き切る勢い。あちこちの微小抵抗でインバータへの供給電圧が数百mVオーダでドロップ。。あ〜