То о чем много спрашивают и никто толком не говорит. Разобрал жесткий диск, нарыл там двигатель интересной конструкции. Разобрать не получилось, да и особо не старался. Оказалось что есть такие двигатели, у которых три обмотки и которых необходимо как-то по особому питать чтобы они крутится начали. В чем прелесть спросите? Ответ: столько оборотов в минуту из известных мне двигателей дает только движок от формулы 1:-) Не зря трехфазные бесколлекторные двигатели нашли широкое применение в авиамоделизме. Стандартный бесколлекторный двигатель выглядит примерно так: Двигатели из CD-ROM/DVD-ROM приводов выглядят так: В интернете есть даже статьи по переделке бесколлекторного двигателя от CD-ROM для дальнейшего его применения в авиамоделизме.
В переделку обычно входят: - перемотка другим проводом(тоньше или толще диаметром), - изменение схемы намотки (звезда или треугольник), - замена обычных магнитов на ниодимовые. После чего трехфазный двигатель приобретает дополнительные обороты и мощность.
Я в эксперименте использовал обычный бесколлекторный двигатель от HDD привода, виглядит он так: Предварительно конечно лучше закрепить его на чем-то, я использовал корпус от того самого HDD привода. Сам двигатель, который я использовал имеет четыре вывода, что говорит о том, что схема намотки у него в виде звезды с отводом от центра, то есть что-то примерно такое: Схема управления простая, и состоит из не большого числа элементов. В виде управляющего устройства использован. Схема устройства показана на рисунке: В схеме использованы драйверы полевых транзисторов и сами полевые.
Управляющая программа была написана не мною, автор Дмитрий( Maktep) за что ему отдельное спасибо. Как исключение программа написана на Си для CV-AVR.
Полезная вещь для тех, кто хочет запустить двигатель от жёсткого диска или привода компакт. Как-то давно попалась мне на обозрение схема драйвера шагового двигателя на микросхеме.
Патч для геоникс 2013. Модуль обеспечивает полное соответствие требованиям ГОСТ 21.508–93 «Правила выполнения рабочей документации генеральных планов предприятий, сооружений и жилищно - гражданских объектов». Модуль «Сети» позволяет проектировать внешние инженерные сети и оформлять необходимые выходные документы.
Простейший недорогой модуль для hdd мотора с e-bay запуск. Запуск двигателя HDD (модуль для HDD. Подключение двигателя hdd к микроконтроллеру. В жестких дисках, как правило, применяются.
ПРограмма транслирована под компилятор WIN GCC. Частота кварца 8МГц, для устройств с связью по UART рекомендую использовать внешний кварц, так как при тактировании от внутреннего генератора могут появляться ошибки в виду его нестабильной работы при изменении температуры окружающей среды.
Алгоритм работы построен так, что при нажатии на клавиатуре кнопки ' +' передается по UART в микроконтроллер, который увеличивает скорость коммутации обмоток. И при нажатии на кнопку ' -' все выполняется наоборот, то есть обороты двигателя уменьшаются. Для работы устройства дополнительно понадобится.
Эксперимент показал что при данной программе и данной схеме включения можно разогнать двигатель до приличных оборотов, точное число не известно, думаю в пределах 30 000 оборотов в минуту. Но к сожалению сила двигателя недостаточная для раскручивания пластикового пропеллера, верней с пропеллером двигатель набирает обороты, но при нагрузке происходит сбой и остановка двигателя. Для избежания данного недостатка применяются датчики Холла, устройства контролирующие положение ротора бесколлекторного двигателя. Это сделано для того, чтобы импульс на обмотку двигателя подавать именно в тот момент когда ротор проходит конец обмотки, то есть для смещения момента силы ближе к концу прохождения сектора обмотки. Это даст прирост мощности двигателя и он не будет глохнуть при нагрузках. Видео работы устройства: В видеоролике показано как я закрепил два кусочка пластика вырезанных из телефонной карточки в виде лепестка и прикрученных к ротору двигателя.
В планах попробовать применить ШИМ для коммутации обмоток. Рассчитываю на повышение мощности, улучшение характеристик разгона двигателя (в частности скорости разгона), повышение КПД. 'Эксперимент показал что при данной программе и данной схеме включения можно разогнать двигатель до приличных оборотов, точное число не известно, думаю в пределах 30 000 оборотов в минуту.' Обороты можно замерить обычным оптическим датчиком или тем же холлом, если хочется наворотов. Подпрограмма изменения скорости использует какие то хитрые цифры, которые никак не прокомментированы.
Есть бесколлекторник от пятидюймового дисковода. К нему, кстати, еще прилагается контроллер и там 3 датчика холла стоят. Разобрать мне его не удалось, видимо за более чем 10 лет там произошла диффузия металлов и все болты приросли к корпусу, а ломать и сверлить не охота. На вид он почти на порядок больше обычных движков от оптических приводов. Можно как то определить, до каких пределов его можно разогнать и какую нагрузку он потянет? Или только опытным путём?
Какие именно цифры смущают? По поводу дисковода 5,25 дюйма хочу сказать что разбирал такой. В моем стояла микросхема Mitsubishi большая такая выводов на 40. Нашел так же датчики Холла, они были под металлическим диском, который тебе не удалось открутить.
Обмоток там 9 было, запустить не пробовал, зато запускал почти такой же но от дисковода 3,5 дюйма. Скорости большой не получилось, так как масса шпинделя который пришлось раскручивать оказалось слишком большой. Так сыграло то, что сам двигатель не имеет как такового корпуса, только сердечник, который крепится к плате через металлические шайбы и диск который раскручивается и приводит в в движение магнитный диск в дискете. Я так понял вопрос если перефразировать должен звучать так: 'Датчики Холла для чего, и почему их нет в данной схеме?'
Датчики Холла ставят для отслеживания момента, когда необходимо подать коммутирующий сигнал для получения максимума приложенной силы, по сути для того, чтобы при разгоне двигателя да и при штатной работе он не остановился из-за повышения нагрузки. Например устройство по данной схеме если разогнать хорошо потом взять сам корпус и покрутить в разные стороны относительно горизонта, то двигатель просто остановится.
Так же датчики Холла помогут разогнать двигатель до большего числа оборотов чем без них. Как видно в конце видео происходит срыв генерации и остановка двигателя, если бы были датчики думаю что можно было бы еще на пару тысяч оборотов больше получить.
Чтобы раскрутить бесколлекторный двигатель, нужно в правильном порядке и в определенные моменты времени, в зависимости от положения ротора, подавать напряжение на обмотки. Для определения момента переключения на двигатель устанавливают датчики холла, которые играют роль обратной связи. В жестких дисках применяется другой способ определения момента переключения, в каждый момент времени к питанию подключены две обмотки, а на третьей измеряется напряжение, исходя из которого, выполняется переключение. В 4-х проводном варианте для этого доступны оба вывода свободной обмотки, а в случае двигателя с 3-мя выводами, дополнительно создается виртуальная средняя точка, при помощи резисторов соединенных звездой и подключенных параллельно обмоткам двигателя.
Так как коммутация обмоток выполняется по положению ротора, здесь присутствует синхронность между частотой вращения ротора и магнитного поля созданного обмотками двигателя. Нарушение синхронности может привести к остановке ротора.
Существуют специализированные микросхемы типа TDA5140, TDA5141, 42,43 и другие, предназначенные для управления бесколлекторными трехфазными двигателями, но я не буду здесь их рассматривать. В общем случае диаграмма коммутаций представляет собой 3 сигнала с импульсами прямоугольной формы, смещенные между собой по фазе на 120 градусов. В простейшем варианте запустить двигатель можно и без обратной связи, просто подавая на него 3 прямоугольных сигнала (меандр), смещенных между собой на 120 градусов, что я и сделал. За один период меандра магнитное поле созданное обмотками совершает один полный оборот вокруг оси двигателя.
Скорость вращения ротора при этом зависит от количества магнитных полюсов на нем. Если количество полюсов равно двум (одна пара полюсов), то ротор будет вращаться с той же частотой что и магнитное поле.
В моем случае ротор двигателя имеет 8 полюсов (4 пары полюсов), то есть ротор вращается в 4 раза медленнее, чем магнитное поле. У большинства жестких дисков с частотой вращения 7200 об/мин, ротор должен иметь 8 полюсов, но это лишь мое предположение, так как я не проверял кучу винчестеров. Если на двигатель подать импульсы с требуемой частотой, в соответствии с желаемой скоростью вращения ротора, то он не раскрутится. Здесь необходима процедура разгона, то есть сначала подаем импульсы с малой частотой, затем постепенно увеличиваем до требуемой частоты. Кроме этого процесс разгона зависит от нагрузки на валу.
Для запуска двигателя я применил микроконтроллер PIC16F628A. В силовой части стоит трехфазный мост на биполярных транзисторах, хотя лучше использовать полевые транзисторы для уменьшения тепловыделения. Прямоугольные импульсы формируются в подпрограмме обработчика прерываний.
Для получения 3-х сигналов сдвинутых по фазе, выполняется 6 прерываний, при этом получаем один период меандра. В программе микроконтроллера я реализовал плавное увеличение частоты сигнала до заданной величины. Всего 8 режимов с различной заданной частотой сигнала: 40, 80, 120, 160, 200, 240, 280, 320 Гц. При 8-ми полюсах на роторе получаем следующие скорости вращения: 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 об/сек. Разгон начинается с 3 Гц в течение 0,5 секунд, это экспериментальное время необходимое для начальной раскрутки ротора в соответствующем направлении, так как бывает, что ротор проворачивается на небольшой угол в обратную сторону, только затем начинает вращаться в соответствующем направлении.
При этом теряется момент инерции, и если незамедлительно начать увеличение частоты, происходит рассинхронизация, ротор в своем вращении просто не будет успевать за магнитным полем. Чтобы изменить направление вращения, нужно просто поменять местами любые 2 фазы двигателя. По истечении 0,5 секунд происходит плавное увеличение частоты сигнала до заданной величины.
Частота увеличивается по нелинейному закону, скорость роста частоты увеличивается по ходу разгона. Время разгона ротора до заданных скоростей: 3,8; 7,8; 11,9; 16; 20,2; 26,3; 37,5; 48,2 сек.
Вообще без обратной связи двигатель туго разгоняется, необходимое время разгона зависит от нагрузки на валу, я проводил все эксперименты без снятия магнитного диска (“блин”), естественно без него разгон можно ускорить. Переключение режимов осуществляется кнопкой SB1, при этом индикация режимов выполнена на светодиодах HL1-HL3, информация отображается в двоичном коде, HL3 – нулевой бит, HL2 – первый бит, HL1 – третий бит. Когда все светодиоды погашены, получаем число ноль, это соответствует первому режиму (40 Гц, 10 об/сек), если например горит светодиод HL1, получаем число 4, что соответствует пятому режиму (200 Гц, 50 об/сек).
Переключателем SA1 запускаем или останавливаем двигатель, замкнутому состоянию контактов соответствует команда “Пуск”. Выбранный режим скорости можно записать в EEPROM микроконтроллера, для этого надо удерживать кнопку SB1 в течение 1 секунды, при этом все светодиоды вспыхнут, тем самым подтверждая запись. По умолчанию при отсутствии записи в EEPROM, микроконтроллер переходит в первый режим. Таким образом, записав режим в память и установив переключатель SA1 в положение “Пуск”, можно запустить двигатель просто подав питание на устройство. Крутящий момент у двигателя мал, что и не требуется при работе в жестком диске. При увеличении нагрузки на вал, происходит рассинхронизация и ротор останавливается. В принципе, если необходимо можно приделать датчик оборотов, и в случае отсутствия сигнала отключить питание и заново раскрутить двигатель.
Добавив 3 транзистора в трехфазный мост, можно уменьшить количество управляющих линий микроконтроллера до 3-х, как показано на схеме ниже. В качестве питания я использовал нестабилизированный трансформаторный блок питания, с напряжением 11,7 В. Ток потребления в зависимости от скорости вращения колеблется в пределах 0,75 — 0,9 А. Транзисторы необходимо установить на теплоотвод.
На видео можно увидеть процесс запуска на разных скоростях, а также оптический датчик оборотов, который я приделал для измерения скорости вращения. Здравствуйте, собрал я данное устройство по схеме «hdd3phaseproteus» (с тремя управляющими линиями контроллера. Запуск двигателя очень не устойчивый. Не всегда заускается с первого включения питания.
На самых малых оборотах (светодиоды не горят) вообще не стартует. На самых больших оборотах (горят все три светодиода) уходит в разнос и потом останавливаетя. Может это быть связано с тем что я немного отошёл от номиналов компонентов в схеме: R10, 14, 20 вместо 680 Ом у меня 750 Ом КТ361, КТ814 и КТ815 с другими буквами.
Как подсоединить двигатель со средней точкой (четыре провода) к данной схеме? Будет ли запуск двигателя стабильнее по схеме с шестью линиями контроллера?
Можно ли раскрутить двигатель до 7200 об/мин и более? Двигатель буду использовать для развёртки лазерного луча в строительном уровне. Фотографии в альбоме «hdd3» на Яндекс.Фотках. Да все верно запуск не устойчивый, так как нет обратной связи, я проводил все эксперименты с магнитным диском, а это добавляет момент инерции к системе, соответственно у вас запуск может отличаться. Применение элементов с номиналами как у вас не влияет на работу схемы. Разницы между схемами с шестью и тремя линиями контроллера нет, при переходе от одной схемы к другой ничего не изменится. Бесплатные курсы итальянского языка.
Я пытался как-то раскрутить двигатель до 7200 об/мин, но насколько помню не получилось у меня, возможно причина кроется на программном уровне. Данная схема не рассчитана на подключение двигателя со средней точкой, средняя точка нужна лишь для удобного измерения напряжения на обмотке для обратной связи, а у меня нет вообще обратной связи. Если вы хотите стабильности попробуйте лучше использовать специализированные драйверы типа TDA5140, TDA5141.