モーター制御・電装系

2012年11月18日

コア抜き機構(ほぼ)完成

みなさんこんにちは
大会直前追い込み作業中です。
どうやら予想通りぶっつけ本番みたいですね
CORE_RELEASER到着を待っていたスプラインシャフトが納入され、コア抜き機構が完成しました。

あとは調整しながら車両にFIXしていきますがそれと電装系の結線・配線を同時進行でしなければならないので、今日は仮組までです。
各部品が思惑通りに機能して機構が作動するところを見て一同
「おぉ〜〜」と感動していました

難点が2点
コアを入れた状態ではリリースレバーがやたら重い事、
整備性がとても悪く、調整をするだけで殆ど全バラにする必要がある事です。
緩和する方策はいくつかありますが、根本解決は設計を見直さないといけませんね
今回はFRP作業に没頭して機構の設計製作に時間を割けませんでした。
走る前から改良したいところがいっぱいですがそれらは大会後にやっていきましょう



n-86916312 at 19:40|この記事のURLComments(0)

2012年11月15日

追い込み作業


大会まで1週間となりました。
さて、FRPの仮ボディは出来たのでしょうか?




BlogPaint

どうやら失敗したようです。

積層ムラ、樹脂溜り、気泡、破損・・・

ここから修正するのはもう一度積層するよりも困難です。
ところが型の出来もいまいちで脱型時にダメージを負ってしまいました。
もう一度積層するにも型の修正が必要になりますね

途方に暮れるリーダー
手を抜くと結局痛い目を見るってあれほど学んだはずなのに・・・



SN3V0023-S

ボディーの事はスゥっと諦めて車体の機構部品を作り始めました。
モーターコアリリース用のレバーが出来た様です。
今度は一転ドヤ顔のリーダー君。
そんな「お調子者」も一種の才能ですね


SN3V0012-S一方電気電子科のメンバーはモーターのコイルを巻いています。

















SN3V0011-S

巻き巻き巻き巻き巻き・・・・
これは根気の要る作業です。
SN3V0020-S

試運転です。
電流消費も予定どおりの水準です。

動力関連は当初予定の20インチ駆動綸をやめ、14インチDD(ダイレクト・ドライブ)モーターとなります。
NATSサーキットの急こう配を登坂できるようコイル巻き数を増やしました。
こうすることによって速度と引き換えにより大きいトルクを得る事が出来ます。
下りは駆動をカットして重力に頼って坂を駆け下ります。
その際モーターは発電機と化し抵抗源となってしまいますので、コイルを磁石から十分に離してこれを防ぎます。
その機構がコアリリース機構です。
現在制作中ですが、最後の部品がメーカーから納入されるのが来週の予定です。
間に合うのか

そしてボディーは・・・


n-86916312 at 09:27|この記事のURLComments(0)

2008年08月23日

WEMテストランに向けて

昨日、本日と日本工学院のWEM製作チームは活動をしています。前回の八王子キャンパステストランでの問題点を検証し、対策中です。
前回のテストランではバッテリーがへたっていたので、新品バッテリーを購入。
配線関係もミスしないように何処の配線か分かるようにタグシールを貼りました。更にショート防止のため圧着端子を付け替え、漏電防止の伸縮チューブを被せました。
雨対策用の前後輪用カバーや高速回転するモーターカバーも製作中です。
写真が無いのが残念ですが、車両自体の見た目は変化ありませんのでご勘弁を!でも地道な作業がたくさん残っており、ここががんばりどころかな、と思っています。   伊藤

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2008年08月09日

WEM電気系の製作

八王子校で行ったテストランの問題点が1つ見つかりました。
それはバッテリー管理が悪く、ばらつきがバッテリーのコンディションのばらつきが大きかったためのようです。
1年間ほったらかしのものもあったようで、管理の杜撰さが響いたのでした。
次のテストランまでに新しいバッテリーを購入する羽目になりました。
良い子の皆さんは、管理を怠らず、しっかりと管理しましょう   伊藤


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2008年08月07日

新車のテストラン 初回が無事に(?)終了しました!

Nakajima です。

昨日(8月6日)、新車のテストランを実施しましたので、恒例の画像報告をさせていただきます。

蒲田キャンパスで新車両を積み込み9時過ぎにスタートし、八王子キャンパスには11時過ぎに到着しました。東京地方ではここ数日不安定な天候続いているので、雨が心配です。メンバーの学生くんは12時に集合ですので、それまでに簡単に昼食を済ませて、インターネットで雨雲の状態などをチェックします・・・・・
ウッ! 雨雲が近づいているようです。 イヤ〜な状況です。

2008080601

テストランで使用する陸上トラックにメンバーが揃いだすとともに南方向から真っ黒な雲が移動してきて、かなり強めの雨が降り出しました。

 

 

2008080602

この雨では何もできないので、ひとまずは雨宿りしながら天候の回復を待ちます。トラック上には大きな水たまりができてしまいました。


 


2008080603

みんなの祈りが通じたのか1時間ほどで雨は止みましたが、トラックは水たまりがたくさんできていて、とても走行できるような状態ではありません。
とりあえず車両を運び出し、準備を始めることにしました。

 

2008080604

空が明るくなってきました。トラックが乾くまで、各部の最終チェックです。
メンバーが真剣に見ているのは、今回は業務都合でテストランに同行できなかった菅先生より託された秘密指示メモです。

 

2008080605

真夏の太陽パワーはすごいもので、水たまりだらけだったトラックが1時間ほどでほとんど乾いてしまいました(その代わり、すごい湿度と暑さです)。
新車をトラック上に出して、テストランを始めることにします。

 

2008080606

まずはアッパーカウルを着けずに走行して、車体各部の不具合や電気系のチェックを行います。
車体には問題は無いようですが、電気系に予測とは異なるデーターを示す部分がありました。何回か走行と停止(測定)を繰り返して、問題点を探します。

 

2008080607

いくつかの小さな問題点を解決しましたので、バッテリーを交換して本格的にテストランを始めることにします。また、本番での練習も兼ねて、スプロケット交換もします。


 

2008080608

車両の準備は完了です。ドライバーが乗り込み、アッパーカウルを装着します。まだ飾り気のない状態ですが、アッパーカウルが着くとエコノムーブらしくなります。


 


それでは、今回は特別に走行時の動画をご覧いただきます(コマーシャルのリンクが出ますが、我がチームとは全くの無関係ですのでご了承ください)

 

どうですか? 単独で走行していると、スピード感が分からないですね。トラックは路面の抵抗値が非常に大きいので、ここでの走行データーから車両性能を見極めるのは難しいのですが、それなりに走っていることは確かです。

2008080611

走行中にドライバーから無線で送られてくるデーターを、他のメンバーが記録・分析しています。
最初はきわめて順調でしたが、中盤からオヤ オヤオヤ という雰囲気になってしまいました。
大丈夫なのかな?
しかし、自分たちで問題を解決しようと一生懸命に考えている姿勢が見られて、とてもよろしいですね。

予定より早めに初回の走行を切り上げて電気系のチェックを行いましたが、どうもどこかに問題があるようです。バッテリーを新たなものに交換して、今度は異なる走行モードでのテストを行うことにしました。身体中が痛いとドライバーが悲鳴を上げていましたが、非情にも2回目のテストをスタートさせ、陸上トラックの使用許可時間ぎりぎりまで走行させます。

2008080612

陸上トラックの使用許可時間が終了しましたので、テストランを終了させ、片付けを全部終えた時点のメンバーたちです。
ドライバーくんは中央で倒れ込み、極限の疲れをアピールしています。 ドライバーくん、本当にお疲れさまでした (この後は普通に歩いていましたので、ご安心ください)

以上で、初回テストランの報告を終わらせていただきます。
次のテストランまでに解決しなければならない問題がたくさんあることが分かりましたが、まだ時間はありますので頑張って問題解決しましょうね 

 



n-86916312 at 13:02|この記事のURLComments(0)TrackBack(0)

2008年08月02日

WEMスイッチ関係の製作

080802-6 先ほどのスイッチパネルに反射防止の黒いカッティングシートを貼りました。ついでにスイッチに名称をテプラで作り貼りました。
ミラーも取り付けてみましたが、カウルを乗せてみると干渉してしまうことが判明。

 

080802-7取り付け位置を内側に変更し、尚且つ取り付け角度を水平から斜め45度にしてカウルとの干渉を避けるようにしてみました。
外側からウィンドウ越しにミラーを見ると、ドライバーの頭の位置になるヘッドレストが見えたので、多分ドライバーからミラー越しに後方は確認できると思います。
なんとなく、ジェット戦闘機のコクピットみたいですね。

                                          伊藤



n-86916312 at 17:34|この記事のURLComments(1)TrackBack(0)

WEM 電装系の製作

080802-1 毎日暑い日が続きますね。
さて日本工学院のWEM製作チームは昨日も活動を行い、写真のスイッチパネルを製作しました。
今年は、回生発電、キャパシタ、倍電圧、回生上乗せを目論んでいます。そのためのスイッチ類です。
ドライバーは使いこなすことができるかチョッと心配ですが…

080802-4こちらは、背もたれですね。WEM山梨大会は2時間レースですから、ドライバーの疲労もかなりのものとなるでしょう。チョッとでも苦痛を和らげないと、集中力が切れたときに事故が起こりやすくなりますからね。なるべく体重が分散するようにしてあげましょう。

 

080802-5この写真ではミラーが取り付いたようですね。ミラーは事故を防止する重要保安部品だと思いますので、しっかりと後方確認ができるものを選ばなければなりません。取り付け位置も重要で、後方が写る位置を選びましょう。それから、走行中はかなり振動しますから、取り付けもしっかりしないと、ブレて見えなくなります。見えないミラーは付いていないのと同じですから、何の意味も無いですね。大丈夫かな?   伊藤



n-86916312 at 12:59|この記事のURLComments(0)TrackBack(0)

2008年07月11日

WEM 回生発電の回路

回生回路 今日も日本工学院のWEM製作チームは活動を行っています。写真は回生発電の回路を仮組みしたところです。
昨年は倍電圧回路を投入しました。(結果的にはデータ不足もあり、効果的な使い方はできませんでしたが…)
今年は回生発電にも挑戦しようとしています。Team BIZONさんが公開している回路図を参考に試行錯誤しています。浪越コントローラーを使い、キャパシタを使ってみようかと電子工学、電気工学を学ぶ学生たちと教員でいろいろ意見交換を行いました。
回生発電を行うとスイッチ類が5〜7個ぐらいになるようで、ドライバーはその使い分けに神経を使うことにもなります。
8月6日には併設校の八王子キャンパスでテストランを行いますので、それまでには、方針も決定し、車両へ搭載しなければなりません。
ちなみに写真のシャーシ部は昨年の車両です。今年の車両は…
またレポートします。 お楽しみに…  伊藤

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2006年10月17日

昇圧(ブースト)回路2

昇圧(ブースト)回路の前に、まずは電気の基本的な事から。電気回路を勉強するときに基本素子が三つ出てきます。今回の回路において役割別に見てみると、一つ目は抵抗、これは電気エネルギーを別のエネルギーに変換して消費する素子(ここではモータとする)。次はインダクタンス(コイル)、これは電気エネルギーを加えると消費せずに一時的に電磁エネルギーへ変換して蓄える素子、最後にキャパシタ(コンデンサ)、この素子も電気エネルギーを加えると静電エネルギーとして蓄積する素子です。

この三つを用いた基本構造です。

11

 

 

 

電源(バッテリー)にコイル、コンデンサ、ダイオード、スイッチ切り替え用トランジスタ、モータで構成されています。これだけで昇圧(ブースト)が可能です。ただ、単純にスイッチ切り替え用のトランジスタでOn、Offを繰り返すだけです。その動作を見てみましょう。

まず、Onの状態の回路から。Onの状態ではトランジスタ部分の方が電流を流しやすいため、電流はそちらを流れます。したがってモータ部分は電源が切り離されてしまいます。しかしコンデンサが電源と同等の電荷を蓄えているため、コンデンサが電源の役割を果たして、モータは回転しています。そのときの回路がこちら。

昇圧1

 

 

 

 

 

次にOffの状態、この時は電源はモータに接続されていますから、電源から電気の供給を受けています。さらに!コイルが蓄えた電気も、このとき供給されます。つまり電源を二つ直列に接続したのと同じ効果があります。これによって、入力電圧よりも大きな出力電圧を出していま。これが昇圧回路です。

昇圧2

 

 

 

実際には、上乗せしたい電圧に応じてコイルを選ばなければいけませんし、流れる電流が大きいため、スイッチングトランジスタも注意して選ばなければいけませんが、原理は簡単です。

今回は予選で昇圧回路を用いましたが、レース残り5分でベストラップをたたき出したのは、この回路のおかげです!

使ってみようかな〜と思っている方、ぜひ、お試しあれ!(担当 suga)

 

 

 

 



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2006年10月16日

昇圧(ブースト)回路

今回参加したDream Challenger IIには強豪チームでは当たり前の回路ですが、我がチームでは初の昇圧(ブースト)回路が搭載されていました。この回路は読んで字のごとく、電圧を上昇する回路です。もちろん、無尽蔵に電圧が上がるわけではないですよ。バッテリーから取り出せる電気の量は決まっていますから、電圧を上げて電気を多めに取り出せば、バッテリーの使える時間は短くなってしまいます。ですので、レース終盤などに電圧が落ちてきた時に電圧を上昇させて、バッテリー内の電気を最後まで搾り出して走行するためのものです。

写真が搭載した回路です。

昇圧

 

 

 

 

次回はこの昇圧(ブースト)回路のお勉強を。(担当 suga)



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2006年07月23日

PWMを作りましょう3

今回は実際に回路を作製して見ましょう。

まずは回路図、今回は入力電圧が12Vまでの場合です。WEMで使用するにはICに加わる電圧を下げるために三端子レギュレータなどを加えてください。また、現在ではPWM用のICが数多くありますが、入手しやすい部品で回路を考えて見ました。この回路はMosEFTの部分でONとOFFを切り替え、モータへの電圧供給を制御しています。そのMos FETでのONとOFFの比(デューティー比)はTimer IC555で制御しています。そしてデューティー比はボリュームVRにより変化します。PWM回路

 

 

 

部品がそろったら作製です、テスト用にブレットボード上で回路を組み立ててみましょう。
部品接続回路

 

 

 

完成したら、テストです。ボリュームを上げて見ましょう。

波形1波形2

波形3

 

 

 

左の写真ではONの時間がない状態です。ボリュームを上げていくとONとOFFの比が変化していきます。

テストの結果、問題なくPWM回路が出来上がっています。

今回のPWM回路は比較的簡単に出来上がりますので、一度組み立てて見てはいかがでしょうか?(担当 菅)



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2006年07月20日

PWMを作りましょう2

今回はPWMって何について。

前回紹介した一定の電源電圧を供給している場合、モーターに掛ける電圧だけを変化させるには、抵抗などで電圧を下げなければなりません。つまり、余計な電力を消費することによって、モーター電圧を可変させるわけです。これでは効率が悪いと前回書きましたね。そこでPWMです。

PWMはパルス幅変調(Pulse Width Modulation)方式と呼ばれる手法です。モータ3図のように常に電圧を加える制御と違い、電圧をONとOFFが繰り返されるパルスに変化させます。DCモータは高速でON→OFFを繰り返しても、動く→止まるが起こりません。電源電圧の供給が止まってもモータはピタッと、急には止まりませんよね。その特性を利用しています。この時、モータに加わっている電圧はONとOFFの平均値です。ONとOFFが同じ幅で繰り返された場合(ON 時 2V、OFF 時 0Vとすると)、電圧はON時の半分{(2+0)÷2=1V}がモータに供給されます。ですのでモータは電圧が1V供給されたときの回転数を示します。では、なぜパルスに変換すると速度制御が出来るのかいうと、ONにする時間とOFFにする時間の比を変えてあげることにより平均値が変化するからです。この比をデューティー比といいます。ONの時間が長く、OFFの時間が短ければ平均電圧は大きくなり、逆にONの時間が短く、OFFの時間が長いと平均電圧は小さくなります。このデューティー比を制御してモータに供給される電圧を制御しているのがPWMです。

次回は実際に回路を作ってみましょう。(担当 菅)



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2006年07月15日

PWMを作りましょう

WEMではPWM回路を搭載しているチームが多くあります。また、特電モータの場合にはPWMコントローラが内臓されています。

今回はPWMについての解説を。まずは何故必要か?という所から。

バッテリーをモータに直結している場合を考えましょう。この場合には、どうやってモータを制御していたかを、電気の基本である「オームの法則」を使って説明しましょう。

オームの法則は「電圧(V)=電流(I)×抵抗(R)」ですね。

モータ1WEMでは電圧(バッテリー)は定格24Vですので、電圧一定とすると、ボリュームR(可変抵抗)を変えることによって、流れる電流Iが変化します。これによりボリューム部分で(流れる電流(I)×可変抵抗値(R))が消費されます。したがって「24V−(流れる電流(I)×可変抵抗値(R))」がモータに加わる電圧になります。モータに加わる電圧が変化すると回転数が変化します。モータの回転数は電圧が大きくなると上がり、小さくなると下がります。回転数が上がると当然スピードは速くなります。じゃあ、電圧を大きくして速く走ればいい!といかないのがWEMです。なぜかというと、電源(バッテリー)は流れる電流量と流す時間によって消費され、電圧が下がってしまいます。大きい電流(スピード速)では短時間でバッテリーがなくなってしまい、小さい電流(スピード遅)ではバッテリーが余ってしまいます。時計のような電流をほとんど使わないものでは長期間電池交換しませんよね。WEMでは決まったバッテリーで、決まった時間内にどれだけの距離を走れるかを競うものですから、スピードが速くても距離が短ければダメなのです。

モータ2したがって、電流が大きすぎて時間内にバッテリーがなくならないように、あるいは小さすぎてバッテリーを使い切れず残ってしまわないように、時間ピッタシ(+若干の余裕)でバッテリーを使い切る電流の値を選定して走らなければいけません。

このモータに加わる電圧を変化させる場合には、バッテリーとモータにかかる電圧との電位差がすべて熱に変換されてしまうため、エネルギーの変換効率が良くありません。そこでPWMを使ってみましょう。

では、PWMって何?については…

長くなったので次回。(担当 菅)



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