Admin

Привод ведущего узла кассетного магнитофона

Электродвигатели постоянного тока делят на коллекторные, бесколлекторные и бесконтактные.

Для коллекторных двигателей характерны экономичность, большой пусковой момент, широкий диапазон частот вращения, получаемый сравнительно простыми средствами, небольшие масса и габариты. Основной недостаток коллекторных электродвигателей — наличие скользящего контакта в щеточно-коллекторном узле, являющимся источником шума и радиопомех.

В бытовых кассетных магнитофонах 2—4-й групп сложности, как правило, применяются коллекторные электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов.

Бесколлекторные двигатели вместо щеточно-коллекторного узла содержат коммутаторы на магнитоуправляемых контактах, выполняющих функции коллектора.


Бесконтактные электродвигатели постоянного тока, обладая практически всеми положительными свойствами коллекторных электродвигателей, не имеют скользящих контактов. Это достигается усложнением конструкций двигателя. Для таких двигателей обычно характерно расположение обмотки на неподвижном сердечнике, наличие транзисторного коммутатора, датчика положения ротора, определяющего момент включения коммутатора.

Электродвигатели переменного тока применяются в сетевых магнитофонах. Преимущественное распространение получили асинхронные двигатели из-за низкой их стоимости и высоких эксплуатационных параметров. Конструктивно двигатели (например, двигатель КД64-УЧ) выполнены в виде двухфазной машины переменного тока, обмотки которой сдвинуты на 90°. Одна из них подключена непосредственно к сети, вторая — через фазосдвигающий конденсатор. Асинхронные двигатели имеют определенную скорость вращения, диапазон ее изменения невелик, поэтому регулировку скорости ведомых узлов обычно осуществляют, изменяя передаточное число приводного редуктора, при этом используется насадка на валу двигателя. Такая конструкция применена в магнитофонах «Маяк 001», «Ростов 101».

Стабильность протяжки ленты в магнитофонах с механическими фрикционными передачами оказывается невысокой вследствие проскальзывания фрикционных пар и износа движущихся деталей. Из-за неизбежного эксцентриситета вращающихся деталей, неоднородности пассиков фрикционных роликов увеличивается коэффициент детонации. Электронные способы регулировки и поддержания заданной скорости позволяют упростить кинематику магнитофона, условия его эксплуатации и обслуживания, повысить качественные характеристики ЛПМ.


Стабилизация скорости движения магнитной ленты или стабилизация количества оборотов двигателя достигается разными способами. Стабилизаторы скорости с центробежным регулятором применяются в дешевых моделях кассетных магнитофонов, регуляторы с частотным детектором — в аппаратуре 1—3-го классов сложности («Виль-ма 102», «Вега МГ-120», «Вильма 312», «Электроника 004»), Частотно-фазовое регулирование скорости вращения двигателя используется в профессиональной и бытовой аппаратуре высшей группы сложности («Маяк 010»).

Центробежный регулятор скорости представляет собой размещенную на валу двигателя группу контактов, которые под действием центробежной силы размыкаются. Контакты включены в цепь питания двигателя. Размыкание и замыкание контактов при определенной центробежнойсиле (соответствующей количеству оборотов) позволяют стабилизировать скорость вращения. Для устранения помех при искрении контактов применяют схемы защиты (рис. 4.5). Действие схемы защиты основано на уменьшении силы тока, проходящего через контакты регулятора. Транзисторы VT2, VT2 представляют собой переменное сопротивление, включаемое контактами в цепь питания двигателя.

В современных конструкциях ЛПМ применяется регулятор, выполненный по схеме стабилизатора напряжения (рис. 4.6), включенного последовательно с двигателем. Опорное напряжение для него формируется делителем напряжения питания для двигателя. Стабилизатор представляет собой мост, плечи которого образованы, с одной стороны, резистором R5, с другой — внутренним сопротивлением двигателя. Два других плеча выполнены на резисторах R2, R3, R4. Питание подается в одну диагональ моста (точки А и Б). Изменяя напряжение во второй диагонали (точки В и Г), управляют стабилизатором на транзисторе VT2, а через усилитель — на транзисторе VT1, и поддерживают общее равновесие моста при меняющихся внешнем напряжении и вращающем моменте на валу двигателя.


Разберем принцип работы частотного детектора (рис. 4.7). Он состоит из дифференцирующей цепи Cl, Rl, VD1, генератора пилообразного напряжения VT1, R2, С2, компаратора DA1 и фильтра нижних частот R5, СЗ. Прямоугольные импульсы с датчика оборотов поступают на дифференцирующую цепь. Отрицательный импульс с выхода цепи управляет генератором пилообразного напряжения Последнее подается на неинвертирующий вход компаратора напряжения. На инвертирующий вход компаратора поступает опорное напряжение с делителя R3, R4. На выходе компаратора формируется импульсное напряжение, скважность которого зависит от частоты входного сигнала. Фильтр нижних частот выделяет постоянную составляющую этого напряжения.

По этому принципу построена схема стабилизатора частоты вращения асинхронного двигателя переменного тока в магнитофоне «Снежеть 204» (рис. 4.8). Датчиком оборотов служит фотодиод УПф, освещаемый лампочкой накаливания. Перфорированный диск, закрепленный на оси двигателя, периодически перекрывает световой поток лампочки, что вызывает синхронное изменение тока фотодиода. Усилитель на микросхеме DA2 формирует из тока диода последовательность прямоугольных импульсов, которые дифференцируются цепью R2, СЗ, R5 и преобразуются в пилообразные интегрирующей цепью VDl, С5, R10. Компаратор собран на микросхеме DA1. Цепь С7, R19, VD3 служит для линеаризации пилообразных импульсов. Опорное напряжение на неинвертирующий вход поступает с делителей R8, R6, R3 при скорости 19 см/с или с делителей R8, R11 при скорости 9 см/с. Напряжение с выхода компаратора через фильтр нижннх частот R20, С9, R21, VT4, R23, СЮ подается на регулирующий элемент — транзистор VT5. На двигатель поступает напряжение с отдельной обмотки силового трансформатора через диодный мостик VD5 — VD8. В другую диагональ моста в качестве балластной нагрузки включен транзистор VT5. Изменение сопротивления перехода коллектор — эмиттер этого транзистора приводит к стабилизации оборотов электродвигателя. Для выравнивания времени перемотки на разных скоростях движения ленты на транзисторе VT3 введен переключатель скорости вращения двигателя.


Регулятор скорости вращения с коллекторным двигателем постоянного тока и частотным детектором применен в магнитофонах «Вильма 102», «Вильма 104», «Вильма 312». Схема (рис. 4.9) работает следующим образом. Последовательность импульсов индукционного таходатчика, размещенного на фланце маховика тонвала, усиливается транзистором VT5 и ограничивается усилителем-формирователем на микросхеме DA1-1. Фильтр R22, С9 ограничивает полосу пропускания усилителя, что увеличивает помехоустойчивость системы. На микросхеме DA1-2 собран дифференциатор, который выделяет фронт и срез импульсов. Цепочка R48, R50, СП, VD24 интегрирует импульсы, поступающие далее на компаратор (микросхема DA5-1). Через фильтр нижних частот R60, С12 напряжение (постоянная составляющая) подается на модулятор (микросхема DA5-2) и далее на транзистор VT36, непосредственно управляющий электродвигателем. Транзистор VT33 служит для выключения ведущего двигателя в режиме «Стоп».

На рис. 4.10 показана функциональная схема питания бесконтактного электродвигателя постоянного тока. Такой двигатель имеет рабочие обмотки, соединенные звездой, ток в которых коммутируется транзисторными коммутаторами. Очередностью включения транзисторов коммутатора управляет датчик положения, находящийся на одном валу с ротором /. В ротор вмонтированы постоянные магниты возбуждения. Датчик положения 2 управляет работой специальных трансформаторов, на которые подаются колебания высокой частоты от внешнего генератора. Для осуществления регулирования частоты вращения на статоре двигателя размещены дополнительные тахогенера-торные обмотки. Работа подобного двигателя описана в главе 3.

В настоящее время разработаны бесконтактные двигатели постоянного тока, не требующие вспомогательного высокочастотного генератора. Момент коммутации тока в обмотках определяется с помощью магнита датчика положения и элемента Холла, включенного в цепь управления коммутатором. Такие двигатели применены в магнитофоне-приставке «Вега МП-120» (рис. 4.11).


На микросхеме DA1-1 и транзисторе VTI собран усилитель-формирователь сигнала таходатчика (головка BV1), на микросхемах DD3-1 и DD3-2 — ждущий мультивибратор, управляющий работой транзистора VT9, который выполняет роль переменного резистора в цепи усилителя на транзисторах VT10, VT11. На элементах DD3-3 и DD3-4 собран второй ждущий мультивибратор, который управляет генератором пилообразного тока, выполненного на транзисторе VT4. Компаратор напряжения на микросхеме DA1-2 сравнивает опорное напряжение с делителя R27, R28, R29 и выделяет сигнал ошибки. На микросхемах DA2-1 и DA2-2 собраны усилители напряжения, питающие обмотки L1L2 и L3L4 ведущего двигателя. В цепь эмиттера составного транзистора VT10, VT11 включены токовые выводы датчика Холла. Изменение тока, вызванное отклонением частоты вращения двигателя, влияет на величину напряжения на холловских выводах датчика (при прохождении мимо него магнитов ротора). Тем самым осуществляется регулирование и стабилизация скорости вращения двигателя. Резисторами R8A и R22A балансируются усилители обмоток двигателя, коэффициент усиления регулируется резисторами R14P и R30P. Резистор R28 регулирует скорость вращения ведущего двигателя.

Увеличить стабильность скорости движения ленты, уменьшить коэффициент детонации позволяет схема питания ведущего двигателя (рис. 4.12). Переменное напряжение с таходатчика поступает на двухкаскадный усилитель-формирователь, выполненный на микросхеме DA1-1. Полоса усилителя ограничена фильтром нижних частот, выполненном на резисторах R6, R3 и конденсаторе СЗ.


Сформированная последовательность импульсов поступает на частотный детектор с дифференцирующей цепью С5, RIO, R12, VD1, компаратором на микросхеме DA2-2 и фильтром R24, R26, R31, С13, С15. Порог компаратора устанавливается делителем R27, R28, R29. Напряжение с выхода дискриминатора подается на сумматор, выполненный на микросхеме DA3-2. На сумматор подается также напряжение с фазового детектора, выполненного на формирователе импульсов VT3 и триггере на микросхеме DA2-1. Второй вход триггера через формирователь VT2, делитель частоты на DD1 связан с опорным кварцевым генератором на микросхеме DA3-1. Фильтр нижних частот R23, R25, R30, С12, С14 выделяет среднее значение напряжения, пропорциональное фазовому сдвигу опорной и сигнальной последовательностей импульсов.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

Если у вас возникли вопросы по работе сайте - пишите на почту admin@scbist.com