Какие функции выполняет лентопротяжный механизм?

На лентопротяжный механизм (ЛПМ) магнитофона возложены функции равномерного поступательного продвижения магнитной ленты с за­данной скоростью (или с заданными скоростями), ее прямая и обратная пере­мотка. В некоторых упрощенных аппаратах, например в автомобильных кассет­ных магнитофонах-проигрывателях, обратная перемотка ленты, как правило, отсутствует.

Кроме этого, ЛПМ должен обеспечивать: пространственную ориентацию ленты, которая осуществляется с помощью направляющих стоек, обводных я натяжных роликов и т. п.; натяжение ленты в подающей ветви (до ведущего вала) и ее подмотку в приемной ветви (после ведущего вала).

В сложные многомоторные ЛПМ, предназначенные для аппаратов высшей и I групп сложности, вводят электронные системы автоматической регулиров­ки (САР) скорости движения ленты, ее натяжения, дистанционное управление ЛПМ (иногда беспроводное), а также электронные переключатели скорости движения ленты.

Какие факторы влияют на выбор электродвигателя для лентопротяж­ного механизма?

Чтобы полнее ответить на этот вопрос, надо учитывать кинематиче­скую схему, по .которой построен ЛПМ, и род питания электродвигателя.

В трехмоторных ЛПМ магнитофонов с питанием от сети переменного тока боковые электродвигатели, работающие- в режимах подмотки и перемотки, лен­ты, должны иметь мягкую механическую характеристику, т. е. сильную зави­симость частоты вращения от нагрузки на вал. Ведущий (или ведущие) элект­родвигатель, работающий в режиме рабочего хода ленты, наоборот, должен иметь жесткую или абсолютно жесткую механическую характеристику, при ко­торой частота вращения мало или совсем не зависит от нагрузки на вал.

В одномоторных ЛПМ с питанием от сети переменного тока обычно ис­пользуют электродвигатели с жесткой механической характеристикой, а в од­номоторных ЛПМ с питанием от автономных источников тока — электродвига­тели постоянного тока с электронной стабилизацией частоты вращения вала. Трехмоторных ЛПМ с питанием от автономных источников тока радиолюбите­ли, как правило, не делают.

Жесткой механической характеристикой обладает асинхронный электродви­гатель переменного тока; абсолютно жесткой — синхронный и асинхронный гистерезисный электродвигатели и мягкой — асинхронный электродвигатель, ротор которого выполнен в виде так называемой «беличьей клетки» и залит алюми­ниевым сплавам с большим удельным электрическим сопротивлением.

В ЛПМ кассетных магнитофонов наиболее часто используют коллекторные электродвигатели постоянного тока с системой регулирования частоты вращения вала, построенной по мостовой схеме. Помимо коллекторных используют и бес­коллекторные электродвигатели с регулировкой частоты вращения вала с помо­щью тахорегулятора.

Можно ли изменить механическую характеристику асинхронного элек­тродвигателя, сделав ее мягкой?

Изменить механическую характеристику асинхронного электродвигате­ля, сделав ее мягкой, можно тремя способами. В первом из них ротор электро­двигателя, выполненный в виде «беличьей клетки», заменяют целшковым, изго­товленным из чугуна или мягкой стали. Во втором — ротор электродвигателя протачивают и надевают яа него стальную трубу, толщина стенки которой должна быть в пределах 1 — 2 мм. Третий способ заключается в том, что надо разорвать «беличью клетку». Для этого торцевую часть ротора с короткой сто­роны вала протачивают под углом 45° до тех пор, пока «беличья клетка» не будет вскрыта и разорвана.

Считаем нужным напомнить, что как вновь изготовленный ротор, так е переделанный требуют обязательной статической, а лучше — динамической ба­лансировки и тщательной центровки при постановке на место.

Можно ли в качестве ведущего использовать электродвигатель с мяг­кой механической характеристикой?

Электродвигатель с мягкой механической характеристикой может быть использован в качестве ведущего в том случае, если его блок питания вклю­чить в систему автоматической регулировки (САР) частоты вращения вала.

Чаще всего (регулирование частоты вращения вала осуществляют подачей на одну из обмоток подтормаживающего напряжения постоянного тока, значе­ние которого зависит от частоты вращения вала. В таких системах обычно ис­пользуют стандартные электродвигатели с одной или двумя парами полюсов. Возможна также стабилизация частоты вращения вала электродвигателя с по­мощью электронной САР на основе широтно-импульсной модуляции. Выбор то­го или иного способа стабилизации частоты вращелия вала зависит от требо­ваний, которые предъявляются к ЛПМ и магнитофону в целом. Использование электродвигателя с мягкой механической характеристикой и электронной САР частоты вращения вала позволяет получить параметры ЛПМ, соизмеримые и даже лучшие, чем при использовании в качестве ведущего синхронного или асинхронного гистерезисного электродвигателя.

Почему в лентопротяжных механизмах кассетных магнитофонов ис­пользуют электродвигатели без центробежных регуляторов?

На выбор электродвигателя для магнитофона с автономным питани­ем влияют два фактора: момент нагрузки на вал электродвигателя и помехи, создаваемые им. В кассетных магнитофонах, габаритные размеры которых обычно ограничены, наиболее важным фактором становятся помехи от электро­двигателя. Известно, что каждый разрывной контакт, находящийся под напря­жением, в моменты соединения и разъединения создает помехи и они тем боль­ше влияют на рабочий режим магнитофона, чем ближе электродвигатель рас­положен к магнитным головкам и первым каскадам усилителя. С исключением центробежного регулятора уменьшаются помехи от электродвигателя и повы­шается его эксплуатационная надежность, так как зачастую причиной неис­правности электродвигателя является выход из строя центробежного регулято­ра, контакты которого в процессе работы обгорают и требуют чистки. Для ста­билизации частоты вращения вала электродвигателя постоянного тока без цент­робежного регулятора обычно используют мостовые схемы, схемы сравнения и схемы, основанные на изменении напряжения питания электродвигателя при из­менении момента нагрузки на его вал. Получили распространение и схемы, в которых используется изменение обратной связи (отрицательной или положи­тельной). Следует отметить, что во всех этих устройствах могут работать элект­родвигатели с металлическими щетками коллектора, сопротивление которых не­велико и во много раз меньше сопротивления угольных щеток. Из отечествен­ных могут быть использованы электродвигатели типов ДКС-9-2600, МД-0_У36-9А, ДПР-2Т и ДПБ-902, причем последний комплектуется специальным регулятором частоты вращения вала типа PC-1-09.

В кассетных магнитофонах используют и бесконтактные (бесколлекторные) электродвигатели постоянного тока. Регулятор частоты вращения такого электро­двигателя обычно состоит из электронных ключей, поочередно включающих ра­бочие обмотки датчика положения «ротора, управляющего работой электронных ключей, тахогенератора и схемы сравнения опорного напряжения с напряжени­ем, развиваемым на выводах обмоток тахогенератора. К бесконтактным отно­сится электродвигатель типа БДС-0,2 (БДС-0,2М).

В чем различие между массозависимым и массонезависимым подаю­щими (приемными) узлами?

Основное различие между ними состоит в том, что первый может работать только при горизонтальном положении ЛПМ, а второй — при любом по­ложении ЛПМ.

Одной из главных задач подающего и приемного узлов следует считать обеспечение постоянства натяжения магнитной ленты от начала рулона до его конца как при рабочем ходе ЛПМ, так и в режимах перемотки ленты. В массо-зависимых узлах эта задача решается довольно просто и зависит от конструк­ции фрикционного сцепления. При использовании сухого трения в массозависи-мых подающем и приемном узлах удается получить относительно небольшие из­менения натяжения ленты, если отношение максимального диаметра рулона ленты к его минимальному диаметру не превышает 3,5. При использовании катушек по ГОСТ 13275 — 77 это отношение колеблется от 2,8 до 3.

Когда подающий (приемный) узел массонезависим, для обеспечения по­стоянства натяжения ленты приходится применять САР. Наиболее просто САР осуществляется в трехмоторных ЛПМ, где в подающем и приемном узлах при­меняют электродвигатели с мягкой механической характеристикой. В одномо­торных ЛПМ используют механические САР, обычно связанные с подающим уз­лом. Одна из возможных механических САР натяжения ленты показана на рис. 4. Здесь ведомый фланец 1 подающего узла охвачен капроновым шнуром 2, выполняющим функцию ленточного тормоза. Один конец шнура через пру­жину 3 соединен с подвижной планкой 4. Второй конец закреплен на рычаге 6 датчика натяжения ленты. На другом конце этого рычага установлена колон­ка 8, соприкасающаяся с магнитной лентой 7. Предварительное натяжение шну­ра 2 производится пружиной б, воздействующей на «измерительное» плечо ры­чага 6.

Рис. 4. Устройство механической САР натяжения ленты

Работает механическая САР так. Магнитная лента, нажимая на колонку 8, поворачивает против часовой стрелки рычаг 6. Угол поворота пропорционалеи натяжению ленты на участке подающий узел — ведущий вал. При новоро-те рычага происходит изменение натяжения шнура и, как следствие, изменение тормозящего момента подающего узла, что влияет на натяжение ленты. В ре­зультате натяжение ленты устанавливается на выбранном значении, зависящем от усилия дружин 3 и 5.

При работе такого типа узла в качестве приемного в режиме перемотки лен­ты САР должна отключаться. Это .может быть достигнуто перемещением впра­во рычага 4 и освобождением шнура (показано двунаправленной стрелкой). Таким образом, если магнитофон должен работать в любом положении (носи­мые магнитофоны) или только в вертикальном (стационарные магнитофоны) приходится применять массонезависимые подающий и приемный узлы, хотя это требует усложнения конструкции ЛПМ.

Почему в кассетных магнитофонах применяют только массонезависи­мые подающий и приемный узлы?

Чтобы ответить на этот вопрос, надо вспомнить, что в магнитофонной кассете может быть помещен ограниченный рулон ленты. Его минимальный ди­аметр 22 и максимальный 46 мм. Если к этому добавить, что в магнитофон­ной кассете может быть .использована только тонкая лента, толщина которой не превышает 18 мкм, а рабочий слой — 6 — 8 мкм, то станет ясно — масса тако­го рулона невелика и не может обеспечить нормальную работу массозависимо-го подающего (приемного) узла. Кроме этого, большинство кассетных магнито­фонов относятся к носимым и должны работать в любом положении. Поэтому в ЛПМ кассетных магнитофонов используют только массонезависимые подаю­щий и приемный узлы.

Почему коэффициент детонации кассетного магнитофона несколько вы­ше, чем катушечного?

Это справедливо только для носимых и переносных моделей неболь­шого объема. В стационарных моделях с питанием от сети переменного тока коэффициент детонации того же порядка, что и для катушечных магнитофонов. Увеличение коэффициента детонации простого кассетного магнитофона вызвано небольшим вращающим моментом на валу малогабаритного электродвигателя и при ограниченном (не более 3 мм) диаметре ведущего вала — невозможностью применения маховика с большим моментом инерции. Если к этому добавить, что носимый магнитофон должен работать в любом положении, то станет ясно, как трудно при небольших габаритных размерах и малом объеме обеспечить не­большой коэффициент детонации, который в большой степени зависит еще и от качества изготовления деталей ЛПМ.