北熊本製作所 北九州支店

鉄道×電子工作×温泉×送電線

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DCモーター低速回転(センサレス)

久しぶりの電子工作ネタです。

模型やおもちゃ等に使うDCモーターをできるだけ簡単な回路で、低速で始動するのが目的です。

(現状では上手くいっていません)
改良版はこちら

モーターは以下のような等価回路で表されます。
モーター等価
Rmはブラシやコイルの抵抗分、Lmはコイルのインダクタンス、Vmはモーターの回転速度に応じて発生する逆起電力(速度起電力・発電機起電力)です。このVmを監視すれば、モーターの回転数が分かるわけですが、Rmに加わる電圧が邪魔でVmを直接監視することはできません。
そこで、Rmにかかる分の電圧を、モーター両端の電圧から引き算してやればいいわけです。

そこで、こんな回路を考えました。(クリックで拡大)
モーター制御
(C1,R3,Cp1,Cp2は無いほうがよさそうです。定数はてきとーです。上の図はあくまで一例です。)
Rmがほぼ一定とすれば、Rmに加わる電圧は、モーターに流れる電流に比例します。これを用いて、Vmを取り出すのが、上の回路図のR1,VR,R2,左のオペアンプです。
あとは、得られたVmと速度指令電圧を比較してフィードバック制御をかけるだけです。

で、この回路で試してみたのですが、うまくいったりいかなかったり…
うまくいった時は、通常の始動電圧が0.5Vを超えるようなモーターとギアの組み合わせでも、125rpm(印加電圧で約0.2V相当)で始動できました。しかし、電源の出力インピーダンスや電圧が変わると、低速での始動ができなくなったり、数~数十Hzでチョッパ制御しはじめたりと、なかなか不安定です。インピーダンスが低ければいいわけでもなく、どうやら、微妙に発振している状態のほうがうまく制御できるようです。つまり、偶然にも、高い電圧をチョンチョンとモーターに加えることで始動させるような動作をしているようです。したがって、むやみにコンデンサを突っ込んで安定させようとすると低速始動できなくなります。

やはりRmの変化も激しいようで、モーターの停止位置によっては始動の挙動が変わります。

軽い発振状態のほうが低速始動できることから、チョッパ制御によって、高い電圧を少ないデューティーでモーターに加える手法を取り入れて改良をこころみようと思います。しかし、そうするとモーターのインダクタンスLmによるスパイクが問題になってきます。とりあえず、回路図の右のオペアンプに軽い正帰還を施してチョッパ制御ぎみにしてみていますが、この場合はCp2に470uFを入れたほうが安定します。Lmの影響を打ち消すために必要なのかもしれませんが、オシロとか持ってないので細かいことは分かりません。

改良版はこちら

ちなみに…

モーターをできるだけ遅い速度で回転させる場合、マイコンとタコメータを組み合わせて、モーターの回転数を読み取りながら制御する方法があります。これが最も低い速度で安定して回転させられます。マイコンを使う分、プログラミング等が面倒ですが。
また、モーターの電流が0ならば、モーターの電圧=Vmですから、モーターの電流を断続して、Vmを取り出す制御方法もあります。実際には、交流を半波整流した電源を用いて、サイリスタで制御する方法がミシン等で使われているようです。この方法も簡単なのですが、モーターのインダクタンスによる起電力の影響を受けないためには低周波でモーター電流を断続する必要があり、素早い制御は困難です。



この回路は、Nゲージを買えない貧乏学生によるプラレールもどき改造計画(仮)に応用予定です。
遠隔制御(DCCもどき)、架線集電、デッドセクション走行(本当に架線は無電圧)などを予定。
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消えた温泉・銭湯(福岡・熊本)

現れては消える温泉銭湯たち…。
温泉銭湯は維持費がかかるせいか、突如休業→業となるところが結構多いです。
衛生上の問題でつぶれるところもあります。
中には泉源がかれてしまったという理由もあるかもしれません。



熊本
・極楽湯 麻生田店
賑わっていたのに突如「設備老朽化のため休業」→




福岡

・伊都の湯
伊都元気くらぶ・伊都の湯どころとは無関係。
イオン志摩ショッピングセンター隣にあった。去年から休業中?
過去に天然温泉だと偽るような表示を行って、一旦休業後再開していたが、
今の休業の原因は不明。

・見晴らし温泉 てんてんの湯
まだ完全には確認していないが、業しているか、相当荒しているか。
福岡歴史の町 骨董村(旧・忍者村)の中にあった。
見晴らしがかなりよく、料金も400円程度とリーズナブル。
一時期は新聞やテレビにも取り上げられたようだ。

忍者村は利用客の低迷で業、その後、骨董店の立ち並ぶ「骨董村」にリニューアル
したが、やはり賑わうことはなかった模様。

てんてんの湯は、ネット上の情報では22時まで営業していたらしい。一方の骨董村は17時ぐらいまで
の模様。17時以降は、てんてんの湯の客は骨董村内部に車を乗り入れることができたらしい。
しかし、先日19時ぐらいに向かったところ、骨董村のゲートが閉じられており、内部に入ることすら
できなかった。
骨董村自体は、一部に明かりがついており、人はいるようだったが、とにかく荒しており
本当に営業しているのか不明。暗くなり始めだったためとにかく薄気味悪かった。

ネットから収集した情報によると、2008年まではボロボロになりながらも存在していた模様。
しかし、2009年夏の時点で看板がなくなったとか。

<追記>死亡確認(涙)→公式サイト(っていつの間に…)

熊電ガイドブック

熊本電鉄のガイドブックができたそうです。熊本電鉄もテコ入れを始めたようでうれしいかぎりです。
早速入手しました。

guide.jpg
意外と小さいが、ページ数は22ページと多め。

mokuji.jpg
目次はこんな感じです。詳しい内容はご自分で確かめてくださいね。
北熊本駅、藤崎宮駅、堀川駅、ムサシプラザ内プレイガイド夢さしで無料で入手できます。

歴史のページに将来の展望としてLRTについての項目があります。諦めてなかったんですね。是非とも実現してほしいです。
興味深いものがありました。
LRT.jpg
LRT化後の北熊本駅のイメージです。注目すべき点は、菊池線上熊本方面(通称上熊本線)がLRT化されていることです。また、藤崎線と菊池線御代志方面(事実上の本線)はそのままのようです。当初の計画では、藤崎線をLRT化するという構想だったはずです。
上熊本で市電と接続するのは、藤崎宮でのそれより比較的簡単です。老朽化した青がえるの問題も解消できます。
問題は需要ですね。

イメージ図に細かいツッコミ入れるのも可笑しいですが、地上子あるけどLRVにATC付けるのかな…。
もし実現したら、北熊本で狭軌と標準軌が入り混じるんだろうか…三線軌道なんだろうか…。おもしろそうだな。

花火大会と連絡輸送切符と485系国鉄色

帰省のついでに筑後川花火大会行って来ました。
生まれて初めて途中下車という制度を使いました。
期限内(最短でも翌日まで)なら何度でも途中下車できるわけで、かなりお得です。
死ぬほど混雑しましたが、何とか会場へ。

DSCF17332.jpg
まー映り悪いですが…

2箇所で打ち上げるので、どっちをみていいのやら…。
雨も降ってきたし、傘もってないorz

帰りも混雑に巻き込まれるのは嫌なので、早めに切り上げて駅に戻りました。

切符をポケットから取り出して、自動改札へ。
あれ?切符がフニャフニャしてるな。でも折り曲がってないから大丈夫か。

ピンポーン
「係員を呼んでください」
∑( ̄Д ̄;

切符が詰まりました。湿った切符には気をつけましょう…。
そして駅員さんごめんなさい。

そのときのグチャった切符がこちら
DSCF17602.jpg
この切符、駅員さんが理解するのにちょっとだけ時間を要しました。
これ、筑肥線の九大学研都市駅から福岡市営地下鉄を通って、鹿児島本線へ至るという、他社路線を通り抜ける切符なんです。たぶん、こんな風にJRと通しで切符を買う人は少数でしょう。
(そもそも九大学研都市駅が地下鉄ではなくJRの駅だという認識が薄い人が多いし、博多で改札を出て乗り換えるので1つの切符で行けると思う人が少ない。)
しかも途中下車となれば、駅員さんもちょっと困惑するわけです。変なことしてごめんなさい…。
なお、このように通しで買うと、150円ほど安くなります。
まあ、どっちかというとネタとして買ったわけですが。大学から大学へという点もネタです。

で、じつはこっちが狙いだったりする↓
DSCF17562.jpg
九州では瀕死の485系、しかも国鉄色です。
花火大会のために臨時に運行された特急、その名も「有明」です。
DSCF17512.jpg
JNR!
DSCF17533.jpg
「有明」のはずなんですが…
DSCF17522.jpg
ヘッドマークはなんと「にちりん」!!(クリックで拡大すると少しマシな画像になります)
なかなかいいものが見れました。

帰りは、玉名の花火大会の混雑にも巻き込まれましたorz

花火

花火大会があっているようですが…忙しくていけない(ToT)
友人はもっと忙しそうにしていますし、彼女はいないし、彼女もいないし、行ったら行ったで独りきりで寂しさ倍増するだけなんですがね(-.-;)
そんなわけで、研究室で友人や先輩方による浴衣に関する熱い討論に巻き込まれるのでした…
オヤジ臭い(ToT)

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電子工作、鉄道、温泉と旅行、送電線見物などが趣味の学生です。論文以外の文章力はないので冗長な文になるかもしれませんが、生暖かく見てやってください。詳細
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