Генератор для двигателя ДСК 50 в ЭПУ
Двухфазные синхронные электродвигатели ТСК-1, а затем ДСК 50 применялись в отечественных проигрывателях грампластинок «Электроника Б1-01», «Электроника 012», «Электроника ЭП-030», «Радиотехника ЭП-101». Уровень рокота такого двигателя можно существенно понизить, правильно построив питающий его генератор. Автор делится своим опытом создания такого генератора.
В электропроигрывателе «Вега-106 стерео» с ЭПУ Unitra G602 [1] мне никак не удавалось избавиться от детонации и плавания меток стробоскопа. Я установил в него двигатель ДСК 50 с генератором от «Электроники 012» [2], но двигатель создавал ощутимый низкочастотный гул, мешающий прослушиванию. Хотя подборкой конденсаторов фазосдвигающей цепи мне удалось добиться приемлемого уровня рокота, он всё равно хорошо прослушивался в паузах между музыкальными произведениями. Поскольку фазосдвигающий узел питался нестабилизированным напряжением, при колебаниях напряжения в питающей сети менялся и уровень рокота. Такой же генератор устанавливали и в проигрыватели «Электроника Б1-01», «Электроника ЭП-030».
Прочитав хорошие отзывы о генераторе из «Радиотехники ЭП-101» [3], я повторил его генератор на другой элементной базе. Но рокот всё равно победить не удалось. Он был ощутим на 33 об/мин, хотя на 45 об/мин почти отсутствовал. С такой же проблемой пришлось столкнуться и в проигрывателе «Электроника ЭП-030», генератор которого построен по другой схеме.
Оказалось, что при серийном производстве двигателей ДСК 50 их обмотки наматывают без подсчёта числа витков, поэтому их сопротивление получается разным. Например, в моём экземпляре двигателя — 10 Ом и 8 Ом. Только добавив в генератор регулировку амплитуды напряжения на «фазовой» обмотке двигателя относительно основной, удалось добиться минимума рокота.
Необходимо отметить, что такая же регулировка предусмотрена в проигрывателе Thorens TD125 [4], причём сдвиг фазы остаётся неизменным. Кроме того, в генераторе этого проигрывателя использованы два умощнённых ОУ, а амплитуда и сдвиг фазы сигналов, управляющих двигателем, не зависят от колебаний напряжения питающей сети.
Для поддержания постоянным вращающего момента на валу двигателя при изменении частоты его вращения рекомендуется питать обмотки двигателя от источников тока, управляемых напряжением (ИТУН). С ними двигатель стартует очень плавно, а рокот ещё уменьшился. Вращение вала прекращается при более низком напряжении, чем без ИТУН. Чтобы уменьшить рокот, я установил на обмотках двигателя минимальное напряжение, при котором вал ещё стабильно вращается, а рокота не слышно. Уровень рокота я оценивал с помощью стетоскопа.
Получившаяся в результате принципиальная схема генератора представлена на рис. 1. Её основой послужила схема из [3]. В качестве мощных ОУ применены микросхемы TDA2030A (DA2-DA4). Фазовращатель построен на ОУ КР140УД1408 (DA1). Добавлены подстроечные резисторы R18 и R21, регулирующие амплитуду сигнала на выходе фазовращателя. На микросхемах DA3 и DA4 реализованы ИТУН.
Рис. 1. Принципиальная схема генератора
Из резисторов R35-R37 собран контрольный сумматор напряжений на обмотках двигателя. Подключив вольтметр переменного напряжения к его выходу (гнезду 6 диагностического разъёма XS2), можно грубо оценить сдвиг фаз между этими напряжениями, как описано в главе 1.1 статьи [5], написанной ещё в 1987 г. При равенстве их амплитуд и синфазности амплитуда суммы будет максимальной, при противофазности — нулевой, а при сдвиге фаз на 90 о — равной 0,707 максимума. Точно 90 о градусов устанавливать нет смысла, так как в статье [3] сказано, что у каждого конкретного двигателя минимум вибрации достигается при различном, отличающемся от 90 о сдвиге фазы.
Схема блока питания генератора изображена на рис. 2, нумерация элементов на ней продолжает начатую на рис. 1. Трансформатор T1 ТПП260-220-50 вместе с резисторами R38, R39 и конденсатором С22 вынесен из проигрывателя. Он соединён с выпрямителями на диодах VD9-VD14, находящимися на плате генератора, жгутом проводов длиной 1 м с не показанным на схеме разъёмом, установленным на задней стенке проигрывателя.
Рис. 2. Схема блока питания генератора
Разъём XS1 генератора, вынесенный из него на жгуте проводов, присоединяют к специально установленному на панели ЭПУ Unitra G602 разъёму XP1. Схема соединения этого разъёма с ЭПУ показана на рис. 3. Имевшийся в ЭПУ двигатель заменён на ДСК 50. Подключая его выводы к разъёму XP1, внимательно следите за тем, чтобы белые провода, идущие от обмоток I и II двигателя, не были перепутаны, иначе нормальная работа ИТУН будет нарушена. Соединяя разъём с выводами печатной платы, нужно сохранить и подключённые к этим выводам провода, идущие от них к кнопкам управления ЭПУ Переменным резистором R1 заменяют имеющийся в ЭПУ регулятор частоты вращения диска. Установленную на плате ЭПУ в цепи её вывода 1 плавкую вставку, а также трансформатор питания ЭПУ нужно удалить. Теперь ЭПУ будет работать от блока питания генератора.
Рис. 3. Схема соединения разъёма
Конденсаторы C1-C3 — К71-7, C8 — КТ-2, остальные (за исключением оксидных) — К73-17. Полистирольные конденсаторы К71-7 применены там, где температурные уходы ёмкости существенно влияют на частоту и фазу колебаний. Согласно [6], ёмкость этих конденсаторов на порядок меньше зависит от температуры, чем у К73-17. Ёмкость конденсатора С2 может находиться в пределах 0,25. 0,47 мкФ, но при её изменении относительно указанной на схеме нужно обратно пропорционально изменить и суммарное сопротивление пар резисторов R2, R3 и R6, R7.
Микросхемы DA2 и DA3 установлены на одном теплоотводе, а микросхема DA4 — на другом. Оба они должны иметь площадь охлаждающей поверхности не менее 100 см 2 . Микросхема DA2 нагревается не сильно и при желании её можно установить на отдельный теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности около 20 см 2 . Если микросхемы DA2, DA3 установлены рядом, конденсаторы C4, C7, C9 и C11 можно исключить. Чтобы предотвратить самовозбуждение микросхем DA3 и DA4, конденсаторы C20 и C21 должны быть расположены как можно ближе к их выводам 2 и 4.
Конструктивно генератор встроен в корпус проигрывателя «Вега 106 стерео» и расположен в нём там, где раньше был трансформатор питания. Плата генератора сконструирована таким образом, чтобы в полностью собранном проигрывателе через специально вырезанное в его задней стенке окно можно было регулировать подстроеч-ные резисторы, добиваясь минимального рокота. По окончании регулировки окно закрывают специальной крышкой.
1. При первом запуске генератора присоедините к его выходам вместо обмоток двигателя мощные резисторы 8 Ом 5 Вт. Затем с помощью осциллографа убедитесь, что на гнёздах 1 и 2 диагностического разъёма XS2 присутствуют неискажённые синусоиды. Подстроечными резисторами R15 и R16 установите амплитуду синусоиды на гнезде 1 около 8 В при обоих положениях переключателя частоты вращения.
2. Подключите к выходам генератора обмотки двигателя.
3. Установите подстроечными резисторами R13 и R14 (при среднем положении движка переменного резистора, находящегося на панели проигрывателя) точные значения частоты вращения диска.
4. Подключите вольтметр переменного напряжения к гнезду 2 разъёма XS2. Прослушивая гул двигателя стетоскопом (головку которого положите на панель проигрывателя), добейтесь минимума гула подстроечными резисторами R18и R21. При этом тяжёлый диск должен быть надет на вал. Зафиксируйте показания вольтметра, соответствующие минимуму гула, чтобы в дальнейшем можно было вернуться в эту точку, не прослушивая гул, а по показаниям вольтметра. Иногда гул двигателя пропадает при одном положении подстроечного резистора и вновь появляется при другом. В этом случае нужно записать показания вольтметра в моменты пропадания и появления гула, вычислить их среднее значение и установить движок подстроечного резистора в соответствующее этому значению положение.
5. Подключите вольтметр переменного напряжения к гнезду 6 разъёма XS2. Регулируя сдвиг фазы подстроечными резисторами R3 и R7, добейтесь минимума гула и зафиксируйте показания вольтметра. Далее подключите вольтметр переменного напряжения к гнезду 2 разъёма XS2 и уменьшайте подстроечными резисторами R15 и R16 напряжение на этом гнезде до тех пор, пока вращение диска остаётся стабильным, а запуск двигателя уверенным без вибраций.
В результате рокот двигателя совсем не слышен даже в паузах, а стробоскопические метки неподвижны.
Описанный генератор может быть рекомендован для уменьшения рокота во всех проигрывателях, где установлены двигатели ДСК 50 или ТСК-1.
1. Алексеев Ю. П. Бытовая приёмноусилительная аппаратура. Модели 1982- 1985 гг. — М.: Радио и связь, 1987.
2. Анисимов Н. В. Радиоприёмники, радиолы, электрофоны, магнитофоны Справочник. — Киев: Техника, 1988, с. 182-185.
3. КаминскийА., Склярский Е. Электропроигрывающее устройство РЭПУ-70СМ. — Радио, 1986, № 4, с. 32-34.
4. Дегрелл Л. Проигрыватели и грампластинки. — М.: Радио и связь, 1982, с. 117-119.
5. Дэвис Г., Джонс Р. Звук: теория, устройства, практические рекомендации. Пе-рев. с англ. — URL: https://studfiles.net/ preview/6149538/ (15.01.2018).
6. Прецизионные полистирольные конденсаторы К71-7. — URL: http://musatoffcv. narod.ru/Libs/Capacitors/Film/K71 -7.pdf (15.01.2018).
Мнения читателей
Понравилась статья, спасибо!Регулировка фаз и амплитуд делает чудеса!
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:
Источник
Тема: Помогите с мощным операционнником.
Опции темы
Помогите с мощным операционнником.
Собираю генератор для двигателя ТСК-1 (ДСК-50) на микроконтроллере. Пока собрал так — микроконтроллер генерирует два синуса, регулирует фазы и частоту, усилитель на TDA7265 усиливает,
все работает, мотор крутит тихо и хорошо.
Один недостаток — TDA7265 микруха звуковая, ток покоя достаточно высокий и естественно заметно греется.
А есть ли мощные ОУ с низким током покоя и меньшим тепловыделением?
Звуковых требований к микрухам нет ))), будут только синусы 37 герц 4-5 вольт амплитуды и 50 герц — 7 — 9 вольт амплитуды. Сопротивление обмоток двигателя 10-12 ом.
ПС
Желательно чтобы ОУ были актуальны, и свободно продавались.
Заранее спасибо за советы!
Re: Помогите с мощным операционнником.
возможно что нагрев происходит не из-за тока покоя. а из-за падения напряжения на микросхеме.
подаем 12В — а с выхода получаем — 4-5В. а оставшаяся разница — 7-8В рассеивается в тепло на выходном каскаде микросхемы.
даже опер с нулевым током покоя тут не поможет
———- Сообщение добавлено 13:07 ———- Предыдущее сообщение было 13:03 ———-
как один из вариантов — это поискать самую дешевую микросхему усилителя D-класса.
Re: Помогите с мощным операционнником.
возможно что нагрев происходит не из-за тока покоя. а из-за падения напряжения на микросхеме.
подаем 12В — а с выхода получаем — 4-5В. а оставшаяся разница — 7-8В рассеивается в тепло на выходном каскаде микросхемы.
даже опер с нулевым током покоя тут не поможет
———- Сообщение добавлено 13:07 ———- Предыдущее сообщение было 13:03 ———-
как один из вариантов — это поискать самую дешевую микросхему усилителя D-класса.
Зачем м/c? Прямо с контроллера ШИМ брать и на буфер. С буфера через дроссель + диод — на движок.
Re: Помогите с мощным операционнником.
7в амплитуды и 12 ом -это около 2Вт. КПД усилителя в АВ — порядка 65%, т.е. в самом идеальном случае, около 1Вт будет рассеиваться на микросхеме, даже без тока покоя.
Если она стоит без радиатора — это много, будет греться.
Re: Помогите с мощным операционнником.
Как вариант — снизить питание ТДАшки и поставить ее на радиатор. ТС, кстати, не указал, от каких напряжений питается ТДА. Нет смысла применять 50-ваттный усилитель с полным питанием для такой задачи. Достаточно +\-15В.
Re: Помогите с мощным операционнником.
TDA на радиаторе.
Даже без сигнала на холостом ходу радиатор 300-400 кв мм греется до 50 градусов.
Re: Помогите с мощным операционнником.
igorvolikov, на предмет возбуда смотрели? Вообще, выход микры смотрели?
Re: Помогите с мощным операционнником.
Синусоида чистенькая.
Подключал динамик — без сигнала тихо.
Re: Помогите с мощным операционнником.
Возбуд может быть высокочастотный и на синусоиде и динамике может не отражаться. Без сигнала с подключенным МК греется? RC ФНЧ между выходом МК и входом усилителя есть?
Re: Помогите с мощным операционнником.
Мысль понял. Посмотрю в эту сторону.
Re: Помогите с мощным операционнником.
у этой схемы на TDA случайно Кус не равен 1 или около того? может в этом причина?
Re: Помогите с мощным операционнником.
Я бы поставил радиатор с вентилятором от Пентиума 3, дал бы 6..8В на вентилятор и забИл бы на всё..))
Re: Помогите с мощным операционнником.
Нет. Это стандартная сборка пока там Куку = 30 примерно.
———- Сообщение добавлено 16:28 ———- Предыдущее сообщение было 16:27 ———-
Не. Кулер в винилокрут точно не вариант. Наоборот от всего лишнего шумящего нужно избавляться.
Re: Помогите с мощным операционнником.
Хорошо, другой вариант: днище корпуса если из металла — прикрепить ТДАшку к нему через прокладку.
Re: Помогите с мощным операционнником.
Как ни будь так и сделаю в итоге.
Понятно, что тепло будет и его нужно отводить. Что не поставь — все равно будет.
Вопрос именно в количестве. Просто как назло эта (7265) микруха оказалась самой горячей из виденных (2030 , 7294 делал в свое время).
Попахивает настоящим АБ классом ))) Думаю если поставить что нибудь в классе Б уже будет намного лучше.
Только вот сколько не ищу — ничего не находится.
Re: Помогите с мощным операционнником.
Подошёл бы даже К157УД2+два эмиттерных повторителя на BD139\140 без смещения. Искажения при работе на такую нагрузку особой роли не играют, да и частота не настолько высокая.
Re: Помогите с мощным операционнником.
Как альтернатива да. В родном Thorens генераторе примерно так и сделано. Просто хотелось в 21-м )))) Ну в общем на одном камне привлекло ))))
Re: Помогите с мощным операционнником.
Вполне нормальный вариант. Я делал на ней усилитель для внутристудийной служебной связи, все необходимо-достаточные условия она удовлетворяет, какой смысл изобретать?) Ну а то, что греется-да и фиг с ним, сделал, как советовал Вам выше, с радиатором от третьего пня. Конечно, для тонарма условие малошумности важно, но и есть куда скинуть тепло — в основание конструкции.
Re: Помогите с мощным операционнником.
прикольно что в управление моторами ставят звуковые микрухи, а в звук ставят микрухи для чего угодно только не звуковые.
учитывая что 9В и 37Гц, почему нельзя поставить транзисторный буфер на выход обычного ОУ? типа
защитные диоды конечно желательно навесить. оу любой подходящий по частоте, транзисторы тоже любые подходящие по току. конечно, можно бы и ток покоя небольшой задать, для большего аудифилизму.
стоить будет копейки. в отличии от спец микрух. но да, всё лишнее напряжение тут тоже пойдет в тепло и тоже будет греться. собственно как и на микрах, если там не D класс.
Готовая мощная микра например Opa541, но она будет избыточна. +-40В, 5А постоянно и 10А в пиках. но можно посмотреть её аналоги.
Источник