100℃の窯でサーボモータクッキング

きたるFBW vs WLの争いに向け（仲良くやってます）、電装班は、サーボモータの耐熱試験を行いました。

FBW（フライバイワイヤ）とは、サーボモータなどで電気的に尾翼を制御する操舵方式です。逆にWL（ワイヤーリンケージ）とは、紐で引っ張って物理的に尾翼を動かす操舵方式です。

それぞれメリット・デメリットがあるのですが、FBW（サーボで動かすほう）の最大のデメリットといえば！灼熱の琵琶湖で、サーボモータやマイコンが制御不能になってしまうリスクがあることです。

そこで、事前にサーボを加熱して、使用予定のサーボがきちんと動作するのか確かめることが重要になってきます。

以前、別の会社のサーボモータを使って、同様の試験をやったのですが、（昨年琵琶湖に沈んだサーボモータをそのまま使ったせいか）、温度が上昇すると、挙動が不安定になってしまい、実験失敗という結果に終わっていました。

そこで今回は、サーボモータの動作温度を自分たちで設定できる、近藤科学のサーボ「KRS-6003HV」を利用し、再度実験を行いました。

なぜか部室に落ちていて、たぶん5年くらい前のやつだと思います。サーボの性能は以下の通りです。

近藤科学のサーボの最大の特徴は、動作温度の制限を、自分で変更できることです。デフォルトでは75℃になっているらしいのですが、（この温度制限を知らず、複数のチームの機体が、今まで電装トラブルに巻き込まれています）、設定変更で120℃以上にすることができます。

設定の変更方法や、サーボの動かし方は、以下の記事をご覧ください！

https://teambirdmantrial.jp/diary/近藤科学krsサーボの温度制限を変更する
https://teambirdmantrial.jp/diary/近藤科学のkrsサーボをマイコンesp32で動かす

今回は、サーボモータの動作温度制限を120℃以上にし、桁温度が80℃の窯の中でサーボを30分間焼き続けるという試験を行い、きちんと動作温度制限が変更されているのか、そして、灼熱の琵琶湖でもきちんと動作できるのかチェックしました！（結果的にサーボの温度は100℃を超えたので、タイトルで100℃の窯と書きました、ごめんなさい）

あらためて、試験要綱は以下の通りです。

サーボを加熱するのには、CFRPでおなじみの窯を利用しました。また、桁の温度、サーボの温度は、熱電対を利用して測りました。

負荷トルク30kgf/cmは、サーボの回転軸から15cmのところに2kgの重りをぶら下げることで実現しています。

試験１回目

試験１回目では、13分経過したところで、サーボモータが停止してしまいました。原因を調べたところ、バッテリー不足でサーボが動かなくなっていたことが判明しました。

そこで、別の、フル充電されているバッテリーを用意し、２回目の試験を実施しました！

試験２回目

考察

２回目の試験では、バッテリー不足の問題もなく、サーボの温度は最大105℃まで上昇しましたが、問題なく動作しました！すごい、、、

また、サーボ自体が、トルクによる電流で自主的に発熱し、温度が上がるため、桁の表面温度より最大およそ+20℃、サーボの温度が高くなることがわかりました。

試験１回目のサーボ温度が、最初から高いのは、それより前の試験の余熱が残っていたためです、、、すみません、、、

桁の温度が80℃、サーボの温度が105℃で動作するならさすがに本番も大丈夫、、、？

と思いたいのですが、やっぱり不安なので、実験道具一式を琵琶湖に持ち込んで試験することにしました！次回、そのレポートを載せたいと思います！