Шпиндельный двигатель схема включения

Шпиндельный двигатель схема включения

Запись от AZM на субдомене electronics-and-mechanics
Все записи на субдомене: Электроника и механика (записки от AZM)

Общие сведения о двигателях от HDD, CD-ROM, DVD-ROM


Двигатель, вращающий шпиндель жесткого диска (или CD/DVD-ROM)- это синхронный трёхфазный мотор постоянного тока.
Раскрутить такой двигатель можно подключив его к трём полумостовым каскадам, которые управляются трёхфазным генератором, частота которого при включении очень мала, а затем плавно повысится до номинальной. Это не лучшее решение задачи, такая схема не имеет обратной связи и следовательно частота генератора будет повышаться в надежде, что двигатель успевает набрать обороты, даже если на самом деле его вал неподвижен. Создание схемы с обратной связью потребовало бы применения датчиков положения ротора и несколько корпусов ИМС не считая выходных транзисторов. CD/DVD-ROM уже содержат датчики холла, по сигналам которых можно определить положение ротора двигателя, но иногда, совсем не важно точное положение и не хочется впустую тянуть «лишние провода».
К счастью, промышленность выпускает готовые однокристальные драйверы управления, которым к тому же им не требуются датчики положения ротора, в роли таких датчиков выступают обмотки двигателя.

Микросхемы управления трёхфазными двигателями постоянного тока, которым не требуются дополнительные датчики (датчиками являются сами обмотки двигателя):
LB11880; TDA5140; TDA5141; TDA5142; TDA5144; TDA5145.
Есть и некоторые другие, но почему-то их нет в продаже, там, где я искал, а ждать от 2 до 30 недель заказа я не люблю.

Принципиальная схема подключения двигателя к микросхеме LB11880

Изначально, эта микросхема предназначена для управления двигателем БВГ видеомагнитофонов, так что она старенькая, в ключевых каскадах у неё биполярные транзисторы а не MOSFET`ы.
В своих конструкциях, я использовал именно эту микросхему, она во-первых, оказалась в наличии в ближайшем магазине, во-вторых, её стоимость была ниже, чем у прочих микросхем из списка выше.
Собственно, схема включения двигателя:

Если ваш двигатель имеет не 3 а 4 вывода, то подключать его следует согласно схеме:

Немного дополнительной информации об LB11880 и не только

Двигатель, подключенный по указанным схемам будет разгоняться до тех пор, пока либо не наступит предел по частоте генерации VCO микросхемы, которая определяется номиналами конденсатора подключенного к выводу 27 (чем его ёмкость меньше, тем выше частота), либо двигатель не будет разрушен механически.
Не следует слишком уменьшать ёмкость конденсатора подключенного к выводу 27, так как это может затруднить пуск двигателя.

Как регулировать скорость вращения?
Регулировка скорости вращения производится изменением напряжения на выводе 2 микросхемы, соответственно: Vпит — максимальная скорость; 0 — двигатель остановлен.
Однако, необходимо отметить, что плавно регулировать частоту просто применив переменный резистор не удастся, так как регулировка не линейна и происходит в меньших пределах чем Vпит — 0, по этому лучшим вариантом будет подключение к этому выводу конденсатора на который через резистор, например от микроконтроллера подаётся ШИМ сигнал.
Для определения текущей частоты вращения следует использовать вывод 8 микросхемы, на котором при вращении вала двигателя присутствуют импульсы, по 3 импульса на 1 оборот вала.

Как задать максимальный ток в обмотках?
Известно, что трёхфазные двигатели постоянного тока потребляют значительный ток вне своих рабочих режимов (при питании их обмоток импульсами заниженный частоты).
Для выставления максимального тока в данной схеме служит резистор R1.
Как только падение напряжения на R1 и следовательно на выводе 20 станет более 0.95 вольта, то выходной драйвер микросхемы прерывает импульс.
Выбирая значение R1, учитывайте, что для данной микросхемы максимальный ток не более 1.2 ампера, номинальный 0.4 ампера.

Параметры микросхемы LB11880
Напряжение питания выходного каскада (вывод 21): 8 . 13 вольт (максимально 14.5);
Напряжение питания ядра (вывод 3): 4 . 6 вольт (максимально 7);
Максимальная рассеиваемая микросхемой мощность: 2.8 ватта;
Диапазон рабочих температур: -20 . +75 градусов.

Источник

Шпиндельный двигатель схема включения

Статья посвящена общему представлению о шпиндель-моторах, особенностях конструкции, а также их применения в промышленности.

В традиционном понимании шпиндель — это вал, который оснащен зажимным устройство для инструмента или заготовки, на который посредство ременной передачи передается крутящий момент от отдельного привода.

Мотор-шпиндель или иначе называемый электрошпиндель — это шпиндель, обладающей совмещённой конструкцией вала и двигателя. Совмещённый с валом электродвигатель исторически впервые появился на внутришлифовальных и сверлильных станках, где нужны большие обороты при малых диаметрах инструмента.

Шпиндель-мотор представляет собой корпус со статором, внутрь которого помещён вал с пакетом ротора. На передней и задней части вала устанавливаются высокоскоростные радиально-упорный подшипники, для обеспечения жесткости и точности, а также для восприятия осевых нагрузок.

В электрошпинделях создают преднатяг подшипников для увеличения жесткости. Чаще передние подшипники представляют собой дуплексные пары, иногда триплексы, в зависимости от параметров мотора и области его применения, что влияет на величину и разнообразность нагрузок, а так как большую часть напряжения воспринимает именно передний подшипниковый узел, его и усиливаю.

Сзади, чаще с завода стоят одиночные шарико-радиальные подшипники под преднатягом пружин, посредством чего такой подшипник работает, как радиально-упорный и способен к восприятия части несильных осевых нагрузок.

Вообще мотор шпиндели конструктивно похожи и как правило состоят из двух опор и самого электродвигателя (ротор и статор) Однако существует масса вариаций конструкции подшипниковых узлов, все это зависит от назначения шпинделя.

Например скоростные гравировальные и внутришлифовальные имеют по одной опоре спереди и сзади и преднатягом, заданным с помощью пружин, а чисто фрезерные моторы, как правило, имеют мощную переднюю опору по схеме DB, воспринимающую все нагрузки, и более мелкий подшипник сзади, поддерживающий вал и воспринимающий часть радиальной нагрузки через рычаг образованый инструментом, опорой и валом.

Мотор-шпиндель подключается к частотному преобразователю, посредством которого асинхронный двигатель раскручивает до необходимой частоты и, соответственно, нужных оборотов вала.

Широкое распространение мотор-шпниделей связано именно с развитием и удешевлением полупроводниковой преобразовательной техники, до этого момента преобразователи могли занимать целый шкаф и иметь вес десятки килограмм.

Шпиндель-моторы бывают двух видов: с автоматической и ручной сменой инструмента. Отличия у этих двух видом электрошпинделей выражаются в особенностях их конструкции.

Шпиндель-моторы с автоматической сменой инструмента конструктивно представляют собой корпус асинхронного электродвигателя с валом и пакетом ротора, а также внутри самого вала располагается механизм захвата инструментальной оправки.

В качестве зажимного элемента могут выступать металлические шарики или же металлические лепестки (под оправки стандарта HSK), для примера ниже показано фото механизма с металлическими шариками в качестве элемента зажима, сделанное во время ремонта шпиндель-мотора HSD ES919A:

Шпиндель-моторы с ручной сменой инструмента конструктивно проще, чем с автосменой. Для шпинделей с ручной сменой существует целый ряд стандартов присоединения инструмента.

Например, на фрезерных очень популярен внутренний конус 8 градусов стандарта ER, есть и другие варианты внутреннего конуса. на шлифовальниках распространено простое цилиндрическое крепление с резьбовым хвостовиком, на шлифовальных моторах с инструментами большого диаметра (диски) распространен внешний конус 1:5 или 1:10 так как в подобных электрошпинделях нет пружины, а вместо самого захватного элемента выступает резьба на валу, на которую накручивается инструментальная гайка с цангой соответствующего размера.

Мотор-шпиндели имеют 2 типа охлаждения: жидкостное (при жидкостном охлаждении охлаждающая жидкость циркулирует под давлением внутри корпуса по специально отведенным каналам); воздушное (может быть реализовано с помощью охлаждающего вентилятора на задней части шпинделя или же посредством воздушного потока от пневматической системы). Жидкостная нужна для эффективного отвода тепла из небольшого и высоконагруженного двигателя и там, где очень много агрессивной пыли и брызги жидкости.

Воздушное охлаждение используется там, где среда не такая агрессивная, например, деревообработка, к тому же это проще конструктивно и дешевле.

Подобные мотор-шпинделя применяются при обработке различных типов материала, начиная от деревообработки и цветных мягких сплавов и до обработки чёрных металлов.

Высокоскоростные электрошпиндели имеют достаточно высокую популярность в области деревообработки. С автоматической сменой чаще всего устанавливаются на деревообрабатывающих центрах, с ручной сменой на станках, где обработка ведётся, большую часть, одним инструментов и не требует быстрой, постоянной смены.

Для примера представлены шпиндель-мотор с автоматической и ручной сменой инструмента.

С автоматической сменой инструмента HSD ES929 5.5 kW:

Источник

КАК ЗАПУСТИТЬ МОТОР HDD без Контроллеров и Транзисторов

Это очень простой способ для запуска моторов от СидиРумов и HDD Жестких дисков . Не требуется ни плат драйверов ни контролеров ни транзисторов !

Мотор HDD штука призабавная

Многие считают , что схожесть расположения обмоток данного электродвигателя с бесколлекторными электромоторами переменного тока, дает основания запускать такие двигатели используя внешние схемы типа такой .

Только вот выглядит все это уж слишком навороченно и большинство фанатов быстро остывают к такому «бесподобию» и , вместо покупки комплектующих для сборки подобной схемы, покупают готовые китайские решения

Благо стоят эти мини модули даже меньше чем набор полевиков для управления током обмоток.

Считая что Двигатель , вращающий шпиндель жесткого диска (или CD/DVD-ROM) — это обычный синхронный трёхфазный мотор постоянного тока , можно использовать готовые однокристальные драйверы управления, которым к тому же не требуются датчики положения ротора, ведь в роли таких датчиков выступают обмотки двигателя .

Ну, а тем, кто желает показать свои способности в программировании всевозможных контроллеров, есть шанс собрать Драйвер на Ардуино и сопутствующих запчастях

И ВСЁ ТАКИ ! КАК БЕЗ НАВОРОТОВ ЗАПУСТИТЬ МОТОРЧИК HDD ?

В большинстве случаев , запуск делается вовсе не для промышленных самоделок » очень нужная в хозяйсвто «, а просто ради интереса и любопытства. И желания тратить кучу времени на поиск запчастей или программирование вовсе нет охоты.

«К ак запустить моторчик из HDD ( жёсткого диска )?» Многие задаются этим вопросом, и я решил помочь с ответом .
При использовании старых HDD приводов в прикладных целях иногда возникает проблема с тем, что шпиндельный двигатель останавливается через некоторое время после запуска . Есть у них такая «фишка» — если с блока головок не поступают сигналы на микросхему- контроллер , то она запрещает микросхеме-драйверу вращать двигатель . Но это в прикладных цепях! В нашем случае мы обойдемся и без обратных связей и без контроллеров !

Чем отличается HDD привод от мотора «трёх фазного» ? — Тем что в нём есть постоянные магниты! Тут напомню вам, что моторы переменного тока с постоянными магнитами существуют ! =) эти бесщеточные и РЕАЛЬНО бесколлекторные моторчики на постоянных магнитах применяются в самых жестких условиях — СВЧ печах и даже в духовках. (Не знали? Знайте!) и запуск таких моторов вовсе не сложен!

Правда есть у них своя изюмина — они при запуске вращаются в неопределенном направлении — » Как фаза ляжет «, но все равно вращаются и работают.

Вот тут мы и подходим у кульминации и ответу на вопрос КАК ЗАПУСТИТЬ МОТОР HDD ? СМОТРИТЕ — ВСЕ ПЕРЕД ВАШИМИ ГЛАЗАМИ (а еще и послушать можно)

Источник

Запускаем различные 3-фазные моторчики от драйвера мотора жесткого диска

В жестком диске,для раскрутки алюминиевого диска-накопителя информации,есть трехфазный бесколлекторный двигатель.

Этот двигатель управляется специальной микросхемой-драйвером мотора,на моей плате это микросхема L6278.К моторчику от платы идут четыре контакта.

У моторчика есть четыре вывода-контакта.Крайний вывод слева,это общий вывод,его можно определить как несколько скрученных проводков,все остальные выводы,это выводы фазы.

Решил убрать мотор из жесткого диска и на его место подключить другие электродвигатели.Первый попавшийся тоже имеет четыре вывода,при подключении запустился и вполне себе работает.

Другой моторчик,взятый видимо из привода dvd,запустить не удалось,так как не видно выводы катушки.Когда разломал этот мотор,вот тогда увидел,что этот мотор тоже трехфазный с четырьмя выводами,его вполне можно запустить от микросхемы- драйвера.Его распиновку можно увидеть на видео в конце статьи.

Также можно запустить и моторчик постоянного тока из детских игрушек.На три вывода от катушек,подключить три вывода фазы,общий провод драйвера ни куда не подключается.

Теперь корпус этого моторчика начинает вращаться.

Жесткие диски имеют разных производителей и модели.При подаче питания 5В,на моей модели моторчики запускаются на 5-10 секунд,далее останавливаются и снова запускаются.Чтобы вращение было постоянным,замкнул перемычкой два крайних контакта на плате,куда подключается шлейф.Замыкать надо при запуске,при выключении питания и вновь подаче питания,запуска мотора не будет,надо будет опять вытаскивать перемычку и запускать без нее.Возможно на других жестких дисках диск будет вращаться без проблем постоянно.

Так выглядит осциллограмма между двумя фазами во время работы двигателя.

Источник

Читайте также:  Что такое защита двигателя из пластика поло седан
Adblock
detector
Как подключить двигатель от HDD, CD, DVD (доступные микросхемы контроллеры двигателей и схема подключения бесколлекторных трёхфазных двигателей)