Ремонт ЛПМ магнитофона Томь-РЭМ-209С

Решил спасти от гибели в руках цветметчиков кассетную магнитолу Томь-209, когда она появился в продаже, это был аппарат заметно отличался от других двухкассетных отечественных устройств дизайном и компоновочными решениями, стоил не дешево.



Но если сравнивать с ценами тогда на редкие японские магнитолы в комиссионных магазинах, то конкуренцию ей могли составить только изделия Рижского радиозавода. Когда служил в армии (~1987 год.), удалось поработать на VEFе (ВЭФ, Рижский государственный электротехнический завод) несколько дней, и уже тогда меню в заводской столовой выбирать приходилось на терминале компьютера,
(привет КФС и Макдональдсу :) ), представьте реакцию солдата, призванного из таежного отдаленного места ссылки и каторги(Но это уже другая секретная история).
На данную магнитолу есть обзоры на разных каналах и сайтах, и она является чем то знаковым изделием для города Томск. Появившись во времена начала перестройки, выпускалась она недолго, да и саму «перестройку» не пережил ни один томский высокотехнологичный завод, кризисные управляющие с экономическими и юридическими образованиями быстро превратили их в свои торговые центры, но это неправда…
Так вот, имеем магнитолу без плеера и укв-тюнера, из за воздействия солнечных лучей на пластик не очень высокого качества, внешние части корпуса приобрели почему-то специфический зелено-коричневый маскировочный цвет, вместо изначального нежного бирюзового (да простят меня женщины, знающие оттенки всех цветов), как на этой картинке:

Прежде чем разбираться с состоянием магнитолы, сразу её отнёс в ванну, где в процессе разборки отмывал все части моющим мыльным раствором и кисточкой. Разобранные части затем тщательно просушил. Заменил изношенную магнитную головку и вытянутый пассик. Начал проверять функционирование магнитолы, и сразу была выявлена неисправность лентопротяжного механизма, такая как неравномерность протягивания ленты магнитофонной кассеты.

Мой интерес теперь представлял лентопротяжный механизм (далее ЛПМ), имеющий в качестве привода бесколлекторный двигатель и схема его управления. Применение бесколлекторного двигателя имеет некоторые преимущества над коллекторным, которые оправдывают существенную разницу в цене двигателей и схем их управления. В процессе производства, видимо по разным экономическим причинам, менялась схема управления двигателем, либо этот двигатель менялся на коллекторный. Мне достался экземпляр, где схема управления двигателем явно отличалась от представленной в инструкции:


На плате управления стоял кварцевый резонатор и логические элементы серии К176:



Схема, представленная в родной инструкции по ремонту, была без этих элементов, и навивала новогоднее настроение, так как напоминала схему бегущих огней, как к примеру для елочных гирлянд.
Специализированных отечественных микросхем управления такими двигателями еще не было, а микроконтроллеры были примитивными, большими, потребляли много тока, и стоили недешево…
Кварцевую же стабилизацию оборотов я не встречал в стационарной аппаратуре даже 1-го класса, да и в японских магнитолах того периода выпуска. Поэтому решил разобраться и по возможности починить и смоделировать работу схемы.
Изначально, по схеме, приведенной в инструкции, я сделал такие выводы:
за основу взята схема бегущие огни (тень) на транзисторах, она представляет собой мультивибратор, состоящий из трех взаимосвязанных каскадов. Открывание транзисторов и зажигание включенных в их коллекторные цепи светодиодов происходит последовательно один за другим.

Анимированную картинку работы такой схемы нашел в интернете, за что благодарю неизвестного мне автора:
Your text to link...
Если же вместо светодиодов подключить обмотки трехфазного двигателя (по схеме звезда), то двигатель начнет вращаться.
Рассматривая заводскую схему магнитофона, то получается при вращении, на обмотке двигателя, через которую в данный момент не течет ток открытого ключа мультивибратора, за счет вращения ротора наводится электродвижущая сила (далее ЭДС), назовем Ugen, величина этой ЭДС напрямую зависит от скорости вращения двигателя (кто не верит может подсмотреть в уравнениях Максвела) и она попадая на вход следующего ключа, увеличивает ток через него и это соответственно ускоряет работу мультивибратора. Также синхронно с этим увеличивается и частота вращения двигателя. Частота вращения двигателя ограничена током через ключи, так как при увеличении оборотов увеличивается и противоэдс в обмотках двигателя и падают токи ключей.
Напряжение с обмоток двигателя Ugen, собранное диодами VD2, VD3 и VD4, если оно превышает определенное значение, используется для ограничения оборотов двигателя, путем уменьшения тока открытого ключа с помощью элемента VD1, VT2, что и приводит к уменьшению оборотов двигателя.

По всей видимости, такая схема управления имела некоторые недостатки, такие как медленное время раскрутки двигателя, недостаточная стабильность оборотов в зависимости от нагрузки. Возможно потому, что собственная частота работы такого мультивибратора гораздо ниже рабочей частоты двигателя, но это требуется для уверенного начала его вращения.
Для устранения этих недостатков, разработчики сделали своеобразную дополнительную регулировку частоты вращения по сигналам от кварцевого генератора.

Схема, которую я нарисовал с данной платы, получилась такой:

при моделировании в протеусе можно наблюдать работу мультивибратора с отключенным двигателем:

и работу схемы регулировки частоты с помощью эталонного генератора, о чем будет описано ниже:


Посмотрим формы сигналов на работающей схеме, форма напряжения на ключах двух фазовых обмоток при работе двигателя:


Форма напряжения обратной связи Ugen:


Зная все параметры кинематики ЛПМ, размеры шкивов, валов, эластичность пассика, заданную скорость движения ленты, легко определить требуемую частоту вращения двигателя, и соответственно частоту напряжения на обмотках двигателя.
Разделив частоту кварцевого генератора, составляющую 32768 Гц с помощью несложной схемы делителя частоты на логических элементах, получим эталонную частоту для вращения двигателя, и затем можно сравнивать частоту вращения двигателя с эталонной частотой генератора. На трех микросхемах серии К176 и К561, на схеме вверху слева и собран такой эталонной генератор частоты и схема сравнения.
Если частота вращения ниже эталонной, на выходе элемента появляется сигнал, который подается на элемент схемы регулирования тока ключей для его увеличения, если же частота вращения больше, то тогда работает только схема ограничения оборов по обратной связи с помощью Ugen.
Форма сигнала с одной из фазовой обмотки:

с помощью логического элемента превращается в логический уровень:

затем выделяется фронт:

для работы схемы сравнения частоты опорного генератора и частоты вращения двигателя,
в результате форма напряжения для управления тока ключей выглядит так:

Вот такой интересный метод управления.
И гораздо раньше, схемы с трехфазным двигателем уже применялись в кассетных магнитофонах, к примеру «Весна 202», но сами двигатели были слишком громоздки, сложны и дороги. Стоит только посмотреть на рисунок, чтобы понять насколько это было по тем временам сложно:

Заметно позже стали доступны специализированные микросхемы управления, а трехфазные двигатели стали гораздо тоньше, компактнее и надежнее коллекторных. Вот к примеру трехфазный двигатель плеера, он очень компактен и экономичен, и требует минимум деталей для его управления:

Толщина этого двигателя всего несколько миллиметров.
Двухфазные двигатели тоже применялись в магнитофонах, но они интереса у меня не вызывают, но если интересно могу добавить.
После анализа работы схемы управления, причина неравномерность вращения была определена — плохие контакты в подвижных частях в подстроечных резисторах. В процессе проверки магнитолы выяснились и другие неисправности: обрыв первичной обмотки трансформатора питания, износ переменных резисторов громкости, емкости некоторых электролитических конденсаторов упали процентов на 30.
Но в итоге магнитофон стал работать исправно.

Вот к сожалению, на длинных, средних и коротких волнах в центре нашей страны ловить нечего:(
Плюсом можно отметить то, что на заводе платы покрывались защитным лаком. А винты и гайки фиксировались от самооткручивания краской. Особой разницы в схемотехнике и конструкции механических частей не было по сравнению с аналогичными японскими магнитолами того времени, но вот качество изготовления корпуса и самих пластмас у нас было хуже…
Файлы поиграться в протесе прилагаю.
Если что надо исправить, критикуйте поправляйте…
Если кто то владеет информацией, поделитесь, было бы неплохо узнать поподробнее историю появления данной магнитолы :)
С уважение, Сергей…
Файлы в топике: prot.zip, run light.zip

Комментарии (7)

RSS свернуть / развернуть
Уже ретро…
0
Шикарно!!!
0
  • avatar
  • Aneg
  • 26 ноября 2020, 12:03
У моих родственников такой был, правда что коричневого цвета, вид никакой. Этот хоть и полинял но на картинке выглядит достойно. Индикаторы прикольные, таких сейчас нет.

Эти эксперименты с движком натолкнули меня на одну мысль. Есть у меня парочка почти миниатюрных трехфазных движков на 380 вольт. Что если попробовать их запустить по такому принципу. А то от сети 220V греются да и мощность падает почти на треть.
0
наверное будет забавный мультивибратор с ключами и конденсаторами вольт на 800:) результат скорее всего будет неоднозначный, но любопытно будет посмотреть :)
0
Шансов что получится мало, движок что на ЛПМ с большой долей вероятности содержит ротор выполненный из постоянного магнита, а там трансформаторная сталь. Было бы так просто, то уже весь интернет заполнили бы подобными схемами. Хотя мне удалось найти одну простенькую схемку управления оборотами роторного короткозамкнутого движка для бытового вентилятора. Просто пока времени нет заняться проверить на работоспособность. Но это дело недалекого будущего. Скоро зима и буду по свободней. Если интересно, то схема ниже.

0
Спасибо, поностальгировал :). В моей Весне действительно стоял такой двигатель, БДС-ом назывался. Не работала стабилизация оборотов, движок бодро раскручивал на максимум, было весело. Починить ума не хватило. Пугающий жгут проводов из двигателя, куча транзисторов на плате… Пришлось заменить на японский со встроенным стабилизатором. Ток холостого хода миллиампер 20, был очень удивлён…
0
Нашел упоминание на украинском форуме, в Весна-212 было подобное, в переводе на русский получается так:
«Вы не найдете схему на этот двигатель, потому что ее в общей схеме магнитофона не печатали. В общих чертах схема двигателя проста — задающий кварцевый генератор на К561ЛА7, делитель частоты на К561ИЕ16 и формирователь трехфазных импульсов на К561ЛА7 для синхронного двигателя. Кстати, в отличие от двигателей серии БДС, эта схема является более примитивна — в ней отсутствует обратная связь с синхронным двигателем, то есть, по механической нагрузки на вал двигателя, которое превышает определенную величину, стабильность оборотов, не гарантируется.
Лет 15-16 назад мне приходилось ремонтировать этот двигатель — микросхема делителя на К561ИЕ16 вышла из строя, и количество оборотов двигателя стало ненормально низким и регулирование подстроечным резистором проблему не решало, так как тем резистором скорость регулируется в интервале ± 4-5% ...,Ukranne wird immer sein! »

0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.