leoniv (leoniv) wrote,
leoniv
leoniv

Category:

Двигатель?



Сейчас наступила некоторая пауза в работе над блоком управления. Требуется время для принятия важного решения: запустить плату с крыши, или она сойдет для использования. А в это время можно заняться чем-то обособленным. Отдельной системой представляется ведущий двигатель магнитофона. Он работает сам по себе, переключается лишь скорость вращения и направление. Штатная плата управления прекрасно справляется со своими функциями, но сделана она на устаревшей элементной базе и поэтому очень громоздкая. Внутри магнитофона плата занимает много места и делает неудобным доступ ко всему остальному. Поэтому есть желание ее переделать.



Я страшно далек от электротехнической терминологии, обычно меня она никак не касается. Но работая над двигателем, надо хотя бы на бытовом уровне знать, как он правильно называется.



В магнитофоне «Электроника-004» применяется ведущий двигатель типа ДБ-95, изготовленный на новосибирском заводе «Точмаш» по лицензии японской фирмы Shinano Tokki. В первое время вместе с двигателем шла плата управления японского производства.



Позже стали устанавливать плату советского производства, которая по размерам была ощутимо больше.



Ходят слухи, что в первой партии магнитофонов не только плата, но и сам двигатель был японского производства. Увы, никто не может предоставить никаких доказательств. Фирма Shinano Tokki выпускала похожие двигатели, например, для магнитофонов Otari. Но все они имели более длинный вал, чем ДБ-95.



Слово «двигатель» применительно к электрическим в последнее время обрело довольно мутный смысл. С давних времен было принято называть двигателем некую железяку, у которой что-то крутится. Но теперь эта железяка часто не умеет крутиться без специальных электронных схем. Раз так, то логично двигателем называть все вместе – и железяку, и электронику. Отдельно железяку тогда можно назвать электрической машиной. Хотя раньше двигатель и машина было одно и то же. Двигатель ДБ-95 как раз состоит из железяки и печатной платы, работать без которой не может. Железяка здесь – синхронная машина, в которой частота вращения ротора совпадает с частотой вращения магнитного поля.

Мало сказать «двигатель», надо еще его как-то классифицировать. Если просто сказать «синхронный двигатель», то скорее подумают на железяку, которая втыкается прямо в розетку. Этот двигатель надо называть как-то хитрее. На обмотки синхронной машины поступает переменный ток. Но вся эта конструкция в целом питается постоянным током. Значит, это двигатель постоянного тока. Но тогда подумают на железяку с искрящим коллектором внутри. К слову, сегодня коллекторные двигатели чаще всего работают от переменного тока – в дрелях, пылесосах и т.д. Снова не то. Тогда давайте отметим отсутствие коллектора и назовем двигатель бесколлекторным, или БДПТ (бесколлекторный двигатель постоянного тока). По-английски BLDC (BrushLess Direct Current Motor).

Но тут сразу начнут задавать вопросы, действительно ли это BLDC, или все же PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor, по-нашему СДПМ – синхронный двигатель с постоянными магнитами)? А в чем разница? Да это почти одно и то же, есть лишь небольшие отличия в конструкции. Обычно считается, что BLDC имеют трапецеидальную форму ЭДС, а PMSM – синусоидальную. Эта разница получается за счет разной формы полюсных наконечников и способа намотки. У BLDC намотка сосредоточенная, т.е. каждая обмотка занимает один керн магнитопровода, а у PMSM обмотка распределенная, витки уложены в пазы так, что обмотки разных фаз перекрываются.



Питаться такие двигатели должны тоже по-разному. Форма питающего напряжения у BLDC прямоугольная, для управления используются транзисторные ключи. Такой режим управления называют вентильным, сам двигатель тоже называют вентильным.

У PMSM форма питающего напряжения синусоидальная, там тоже используются ключи, но они с помощью ШИМ формируют синус. Раз есть ключи, такой двигатель тоже называют вентильным. В общем, ни о чем.

Сокращение PMSM описывает особенности самой синхронной машины, а не двигателя в целом, как BLDC. Причем из сокращения явно не следует, какая именно там конструкция, поэтому можно сказать, что в том же BLDC используется машина PMSM.

Что будет, если запитать BLDC синусоидальным током, а PMSM прямоугольным, в так называемом вентильном режиме? Все будет нормально, это будет работать. Каждый способ управления имеет свои особенности, например, при прямоугольном питании у двигателя будет выше шум и больше пульсации крутящего момента. А также выше нагрев и ниже КПД – только первая гармоника тока создает крутящий момент, остальные лишь нагревают двигатель. Но в то же время при синусоидальном питании могут быть больше потери в инверторе, поэтому где выше КПД в целом, еще вопрос. Да, а что такое «инвертор»? Это антипод выпрямителя. Выпрямитель делает из переменного тока постоянный, а инвертор наоборот – из постоянного переменный.

Иногда в названии мотора можно встретить BLDC/PMSM. Производитель намекает, что можете питать двигатель как хотите, только купите.

У ДБ-95 обмотка распределенная, а ЭДС очень близка к синусоидальной, значит это PMSM. Но питают обмотки ДБ-95 в штатной схеме через транзисторные ключи прямоугольным током, значит это BLDC.





Настоящей трапецеидальной ЭДС я никогда не видел, у всех моторов она ближе к синусоидальной с разной степенью кривизны. К примеру, у двигателя от жесткого диска обмотки сосредоточенные, но ЭДС – красивая синусоида. Как же тогда назвать ДБ-95?

Плата управления двигателем делает из постоянного напряжения переменное, значит это инвертор. Или контроллер? Мне, как неспециалисту в области электропривода, сложно даже подобрать название. Не говоря уже про то, чтобы сделать новую электронику.

Tags: bldc, electronics, pmsm, reel-to-reel, Электроника-004, катушечник, магнитофон
Subscribe

  • Ничего

    Ничего - подарок для человека, у которого всё есть. Ссылка на AliExpress: nothing.

  • НГ

    Приближается Новый год. Праздник. Можно себе позволить еду не на каждый день, эксклюзивную. Закупил продукты для мясного салата, а сегодня варю…

  • Болею

    Вчера приключилась какая-то хворь. Похоже на пищевое отравление. Дикое расстройство желудка и температура 38. Сегодня лежу. Говорят, болеть плохо.…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 32 comments

  • Ничего

    Ничего - подарок для человека, у которого всё есть. Ссылка на AliExpress: nothing.

  • НГ

    Приближается Новый год. Праздник. Можно себе позволить еду не на каждый день, эксклюзивную. Закупил продукты для мясного салата, а сегодня варю…

  • Болею

    Вчера приключилась какая-то хворь. Похоже на пищевое отравление. Дикое расстройство желудка и температура 38. Сегодня лежу. Говорят, болеть плохо.…