Каков принцип работы приводов: Принцип работы приводов компакт-дисков. Запись CD и DVD: профессиональный подход

Принцип работы приводов компакт-дисков. Запись CD и DVD: профессиональный подход

Принцип работы приводов компакт-дисков

Схема работы устройства чтения – записи компакт-дисков достаточна проста.

1. Лазерный диод излучает маломощный пучок света длиной 730–780 нм, который, проходя через направляющую призму и разделитель луча, попадает на отражающее зеркало.

Примечание.

Во время записи мощность лазерного луча значительно возрастает, а при стирании данных уменьшается.

2. Подчиняясь командам микропроцессора, каретка с отражающим зеркалом перемещается к нужной дорожке.

3. Лазерный луч отражается от диска, попадает на зеркало, затем на разделитель луча и далее на направляющую призму.

4. Из призмы луч попадает в фотодатчик, фотодатчик посылает сигналы во встроенный в привод компакт-дисков микропроцессор, где данные обрабатываются и передаются по шлейфу на материнскую плату.

Приводы компакт-дисков выпускаются различными фирмами: Yamaha, Plextor, Hitachi, HP, Sony, Ricoh, Philips, Panasonic, ТЕАС, AOpen, Mitsumi и др. Стоимость CD– и DVD-приводов зависит от качества модели, уровня фирмы-производителя, функций и технических характеристик. Для примера рассмотрим технические характеристики некоторых приводов CD, DVD, а также комбоприводов и их значения.

• CD-ROM Samsung SC/h252 (OEM).

– Скоростная формула – 52х.

– Механизм загрузки компакт-дисков – tray (лоток).

– Размер буфера – 128 Кбайт.

– Время доступа к данным – 80 миллисекунд.

– Поддерживает форматы: CD-ROM, Audio CD, Video CD, CD-i/FMW, CD-R, CD-RW, CD-Extra, Photo CD, Karaoke CD.

– Интерфейс – IDE (ATAPI).

– Время наработки на отказ – 125 тыс. часов.

• CD-ROM SONY CDU 415.

– Интерфейс – SCSI.

– Механизм загрузки компакт-дисков – tray (лоток).

– Поддерживает форматы: CD-DA, CD Extra, CD-ROM (Mode1), CD-ROM XA (Mode 2 Form 1 & 2), CD-I (Mode 2 Form 1 & 2), CD-I Ready, CD Bridge, Photo CD (single и multisession), Video CD.

– Размер буфера – 0,25 Мбайт.

– Поддерживаемые размеры дисков – 8 и 12 см в диаметре.

– Время наработки на отказ – 100 тыс. часов.

– Размеры – 14,6 х 4,1 х 20,3 см.

• Benq CB523B комбопривод.

– Интерфейс – E-IDE (ATAPI).

– Механизм загрузки компакт-дисков – tray (лоток).

– Скорость чтения CD/CD-R – до 7800 Кбайт/с (52x max CAV).

– Скорость чтения DVD – до 2100 Кбайт/с (16x max CAV).

– Скорость записи CD-R – до 7800 Кбайт/с (52x max P-CAV).

– Скорость записи CD-RW – до 4800 Кбайт/с (32x max P-CAV).

– Поддерживает форматы: CD-I, CD-ROM, Audio CD, Video CD, CD-R, CD-RW, Photo CD, Karaoke CD, Text CD, Enhanced CD, Bootable CD, Data CD, DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD+R DVD+RW.

– Форматы записи – TAO (Track at Once), DAO (Dick at Once), SAO (Session at Once), Multi-Session, Packet Writing, UDF.

– Время доступа к данным CD —120 миллисекунд, DVD – 140 миллисекунд.

– Размер буфера данных – 2048 Кбайт, используется технология предотвращения ошибки опустошения буфера Seamless Link.

– Поддерживаемые размеры дисков – 8 и 12 см в диаметре.

– Способ установки – вертикальный и горизонтальный.

– Время наработки на отказ – 125 тыс. часов.

– Размеры – 146 х 42 х 198 см.

• Writemaster TS-H552.

– Интерфейс – IDE (ATAPI).

– Механизм загрузки компакт-дисков – tray (лоток).

– Скорость чтения CD/CD-R – 48x max.

– Скорость чтения CD-RW – 32x max.

– Скорость чтения DVD —16x max.

– Скорость чтения DVD-R, DVD+R DVD-RW, CD-RW, DVD+R DL – 16x max.

– Скорость записи CD-R – 40x max.

– Скорость записи CD-RW – 32x max.

– Скорость записи DVD+RW – 4x max.

– Скорость записи DVD-RW – 4x max

– Скорость записи DVD+R – 16x max.

– Скорость записи DVD-R – 12x max.

– Скорость записи DVD+R DL – 2,4x max.

– Поддерживает форматы для CD – CD-ROM, CD-ROM XA, CD-DA, Video CD, Photo CD, Text CD, CD-R, CD-RW.

– Поддерживает форматы для DVD – DVD-ROM (Single/dual layer), Video DVD, DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+R DL, DVD+RW.

– Время доступа к данным: CD – 110 миллисекунд, DVD – 130 миллисекунд.

– Размер буфера данных – 2 Мбайт.

– Поддерживаемые размеры дисков – 8 и 12 см в диаметре.

– Размеры – 148,2 х 42 х 184 мм.

• NEC ND-3520A

– Интерфейс – IDE (ATAPI, UDMA/33).

– Механизм загрузки компакт-дисков – tray (лоток).

– Скорость чтения CD/CD-R – 48x max.

– Скорость чтения DVD – 16x max.

– Скорость записи CD-R – 24x max.

– Скорость записи CD-RW – 6x max.

– Скорость записи DVD+RW – 8x max.

– Скорость записи DVD+R/DVD-R – 16x max.

– Скорость записи DVD+R/-R DL – 4x max.

– Поддерживает форматы для CD – CD-DA, CD-ROM, CD-ROM/XA, Photo CD, Video CD, CD Extra, Text CD, Bridge CD.

– Поддерживает форматы для DVD – DVD single/dual layer, DVD-R/+R, DVD-RW/+RW, DVD+R9/-R9.

– Форматы записи – TAO with Zero gap, DAO (Dick at Once), SAO (Session at Once), Multi-Session, Fixed and Variable Packet.

– Время доступа к данным: CD – 120 миллисекунд, DVD – 140 миллисекунд.

– Размер буфера данных – 2 Мбайт.

– Поддерживаемые размеры дисков – 8 и 12 см в диаметре.

– Размеры – 148 х 42 х 190 мм.

• ASUS CRW-5232AS-U. Внешний привод компакт-дисков.

– Интерфейс – USB 2.0 (USB 1.1).

– Механизм загрузки компакт-дисков – tray (лоток).

– Скорость чтения CD-ROM – до 7800 Кбайт/с (52x max CAV).

– Скорость записи CD-R – до 7800 Кбайт/с (52x max P-CAV).

– Скорость записи CD-RW – до 4800 Кбайт/с (32x max P-CAV).

– Скорость оцифровки звуковых дорожек – 52x max.

– Поддерживает форматы: Audio CD, CD-ROM, CD-ROM/XA, Photo CD, CD Extra, Video CD, Text CD, Karaoke CD, I-Trax.

– Размер буфера данных – 2 Мбайт.

– Поддерживаемые размеры дисков – 8 и 12 см в диаметре.

– Способ установки – вертикальный и горизонтальный.

– Размеры – 156 х 50 х 226 мм.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Приводы компакт-дисков

Компакт-диски (Compact Disks), а это CD, DVD, Blu-Ray Disc и разнообразные производные от этих стандартов, изначально разрабатывались для нужд аудио и видео и лишь потом адаптировались для использования с компьютерами. Соответственно все средства защиты данных, объем и конструкция дисков ориентированы на музыку и видео. Особенно это касается последнего стандарта Blu-Ray, который до сих пор мало востребован пользователями компьютеров, и, видимо, так и не станет популярным. Исключением из вышесказанного является стандарт DVD-RAM, который, правда, так и не стал популярен в массах, хотя и имеет неоспоримые преимущества перед стандартом DVD.

Примечание Готовятся к запуску в производство компакт-диски с голографической записью, которые будут иметь объем данных в 100-500 Гбайт. Спецификации для данных компакт-дисков, которые уже утверждены международными стандартизирующими органами, разработаны для использования в компьютерах.

Но несмотря на все проблемы и недостатки мультимедийных компакт-дисков, не следует забывать, что они являются прекрасным средством для хранения программных дистрибутивов (Software Distributions) и самых разнообразных данных, например цифровых фотографий и видеозаписей. Компакт-диски являются достаточно емким и, прежде всего, компактным носителем. Если взять соотношение между емкостью носителя и его стоимостью, то в этом отношении CD всегда лучше винчестера.

Принцип действия

Прежде чем рассмотреть работу приводов CD-ROM, приведем небольшой список их достоинств и недостатков.

— По сравнению с винчестерами CD значительно надежнее в транспортировке.

— Компакт-диск имеет достаточно большую емкость, которая, конечно, маловата на фоне современных моделей винчестеров, но вполне позволяет создавать дешевый и объемный банк с самыми разнообразными данными.

— CD практически не изнашивается (при соответствующей эксплуатации).

— Основной недостаток — это низкая скорость доступа к данным.

Рассмотрим конструкцию приводов компакт-дисков на основе наиболее старого стандарта CD, т. к. все дальнейшие усовершенствования в этой области коснулись, в основном, электроники и лазерного излучателя.

Приводы CD-ROM (рис. 12.1) работают не так, как все описанные выше электромагнитные накопители информации. При записи компакт-диск обрабатывается лазерным лучом (без механического контакта), выжигающим тот участок, который хранит логическую единицу, и оставляет нетронутым тот участок, который хранит логический ноль. В результате чего на поверхности CD образуются маленькие углубления, — так называемые питы (Pits).

Рис. 12.1. Конструкция оптико-механического блока привода CD-ROM

Первые приводы CD-ROM применялись как внешние устройства. Современные же модели почти всех производителей выполняются как внутренние компоненты PC и имеют размеры дисковода 5,25″ (рис. 12.2).

Рис. 12.2. Внешний и внутренний приводы CD-ROM: а — привод BDR-202 формата Blu-Ray/DVD производства корпорации Pioner; б — ASUS; в — Samsung SE-T084L

Приводы CD-ROM обычно управляются посредством IDE- или SATA-интерфейса. Ранее можно было встретить приводы CD-ROM, которые управлялись от дополнительной подсистмы АТАР1 звуковой карты. Все приводы компакт-дисков, независимо от стандарта, не надо объявлять в CMOS Setup.

Толщина стандартного компакт-диска составляет 1,2 мм, а диаметр- 120 мм. Диск изготавливается из поликарбоната, который покрыт с одной стороны тонким металлическим отражающим слоем (алюминия, реже золота) и защитной пленкой специального прозрачного лака. Информация на диске записана в виде чередований углублений в поверхности металлического слоя. Двоичный ноль представляется на диске как в виде углубления, так и в виде основной поверхности, а двоичная единица — в виде границы между ними.

При кодировании 1 байт (8 бит) информации на диске записывается 14 бит плюс 3 бита слияния (merge bit). Базовая информационная единица —

это кадр {Frame), который содержит 24 кодированных байта или 588 бит (24 — (14 + 3) + 180 бит для коррекции ошибок). Кадры образуют секторы и блоки. Сектор содержит 3234 кодированных байта (2352 информационных байта и 882 байта для коррекции ошибок и управления). Такая организация хранения данных на компакт-диске и использование алгоритмов коррекции ошибок позволяют обеспечить качественное чтение информации с вероятностью ошибки на бит, равной 10 ¹⁰.

В соответствии с принятыми стандартами поверхность диска разделена на три области (рис. 12.3).

— Входная область (Lead In) — область в форме кольца, ближайшего к центру диска (ширина кольца 4 мм). Считывание информации с диска начинается именно со входной области, где содержатся оглавление (VolumeTable of Contents, VTOC), адреса записей, число заголовков, суммарное время записи (объем), название диска (Dick Label).

— Область данных.

— Выходная область (Lead Out) имеет метку конца диска.

Рис. 12.3. Организация данных на диске Основным отличием структуры каталога компакт-диска от структуры каталога дискеты (или структуры каталога DOS) является то, что на CD в системной области записаны адреса файлов, что позволяет осуществлять прямое позиционирование. Следовательно, для доступа к данным, хранящимся на CD, необходимо преобразование форматов.

Для того чтобы привод CD-ROM можно было использовать для прослушивания еще и аудиокомпакт-дисков, необходима звуковая карта. В зависимости от модели привода для подключения звуковой карты требуется двух- или четырехжильный кабель.

Для установки диска в привод положите его в выдвижной лоток (Tray), который после легкого нажатия приводится в движение и въезжает в корпус привода (рис. 12.4). Существуют и накопители, в которых CD помещается в специальную защитную кассету (Caddy), вставляемую при работе с ней в окно накопителя. При установке приводов CD-ROM нужно помнить, что это устройство работает только в горизонтальном или в вертикальном положении. Ни в коем случае, как и HDD, нельзя размещать привод CD-ROM под углом.

Рис. 12.4. Установка компакт-диска в привод CD-ROM

⇐Интерфейс scsi и sas | Аппаратные средства PC | Эксплуатационные характеристики⇒

Лазерный диск

---

CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) – диск только для чтения.

Размер: 120 мм, толщина 1,2 мм (5”) 640-700 МБ (из них 8 МБ служебная информация)

Структура диска:

________________ поликарбонатная пластмасса (Back layer)

________________ тонкий слой алюминия

________________ защитный слой (лаковое покрытие/лакировка)

________________ этикетка диска (декоративное покрытие)

Информация на диске записывается вдоль одной спиральной дорожки (как на грампластинке), начало дорожки отсчитывается от центра диска к краю, т.е. дорожки диска имеют форму спирали. Лазерный луч определяет цифровую последовательность 0 и 1, записанных на CD, по форме микроскопических ямок (Pit-слой) на его спирали.

Принцип считывания информации c CD-ROM 4 этапа:

структура CD-ROM диска

Лазерный луч, попадая на отражающий свет островок(возвышенность), отклоняется на фотодетектор, интерпретирующий его как двоичную 1. Луч лазера, попадающий во впадину, рассеивается и поглощается, фотодетектор фиксирует двоичный 0.

1. луч слабого лазера дисковода двигается через систему линз и фокусируется на спирали диска
2. луч «считывает», отражаясь от pit-слоя диска с разной интенсивностью
3. отраженный луч попадает в группу призм, преломляется и отражается на фотодетекторе
4. фотодетектор определяет интенсивность светового потока и передает микропроцессору дисковода, тот переводит все в цифровую последовательность (0 или 1).

Принцип записи на CD-ROM:

CD-ROM изготавливаются только в заводских условиях на специализированном промышленном оборудовании в 2 этапа:

1. Создается мастер-диск (матрица). На заготовке диска (рельефная подложка из поликарбоната, на которую нанесен тонкий слой отражающего свет металла — алюминия) формируется спиралевидная дорожка вдоль которой лазерный луч «прожигает» в ней крохотные ямки. (pit-участки).
2. Штамповка тиража с мастер-диска. Матрица отправляется в производственный цех, где с нее штампуется множество копий. Потом рельефная основа металлизируется, добавляется еще один более тонкий слой лака, защищающего металлическую поверхность, сверху наносятся рисунки (этикетка).

Информация с лазерного диска считывается с помощью привода (CD-дисковода) Конструкция привода:

лазерный дисковод

1. Плата электроники (Размещены все управляющие схемы привода, интерфейс с контроллером компьютера, разъемы интерфейса и выхода звукового сигнала)
2. Шпиндельный двигатель (электродвигатель) – служит для вращения диска в дисководе с постоянной или переменной линейной скоростью
3. Оптическая система считывающей головки состоит из оптической головки и системы ее позиционирования. В головке размещены маломощный лазерный излучатель, система фокусировки, фотоприемник и предварительный усилитель.

Система загрузки диска — может быть в двух вариантах:

1. специальный футляр для диска (caddy), вставляемый в приемное отверстие привода (как floppy-disk)
2. выдвижной лоток подноса (tray-механизм), который выдвигается из накопителя после нажатия кнопки Eject. На него устанавливается диск, задвигается диск повторным нажатием кнопки Eject (задвигать tray-механизм «в ручную» не следует, можно повредить дисковод.

На передней панели дисковода имеются:

1. кнопка Eject для выгрузки и загрузки диска
2. гнездо для подключения наушников (с электронным или механическим регулятором громкости)
3. индикатор обращения к приводу
4. в ряде моделей может быть кнопка Play/Next –для проигрывания звуковых дисков (при этом кнопка Eject используется для остановки проигрывания). Качество воспроизведения музыкальных дисков уступает стационарному проигрывателю, т.к. это вспомогательная функция CD-ROM, а не основная – качество близко к плееру.
5. небольшое отверстие для аварийного извлечения диска, (например, при выходе из строя лотка дисковода, при аварийном отключении питания). В отверстие нужно вставить шпильку (распрямленную скрепку) и аккуратно нажать, при этом снимается блокировка лотка и его можно выдвинуть вручную и извлечь диск.

На задней панели:

Почти все CD-приводы имеют на задней панели добавочно к обычному аналоговому выходу (в виде импульсов тока) цифровой выход для прямого подключения к звуковой карте, что позволяет обойти звуковую часть привода и использовать соответствующие схемы звуковой карты (звук качественнее).

Характеристики дисковода:

Главной характеристикой является скорость чтения данных, зависит от скорости вращения диска, увеличив скорость вращения можно повысить скорость чтения данных. В CD-ROM (2,4,8 скоростных) постоянная линейная скорость( CLV — Constant Linear Velocity), частота вращения является переменной величиной и обратно пропорциональна расстоянию от считывающей головки до центра. Пример: 2-х скоростной привод 200 об/мин ( внутр. дорожка ) 530 об/мин ( внешняя дорожка ) Начиная с 12 скоростных CD-приводов диапазон частот составляет 2400-6360 об/мин, эту скорость на сменном носителе реализовать тяжело, поэтому используется другой режим CAV (Constant Angular Velocity) – режим с постоянной угловой скоростью, в котором частота вращения постоянна и близка к max, а скорость чтения пропорциональна радиусу. На этом режиме работают 16, 24, 32, 40, 50 скоростные СD- дисководы. Скорость вынесенная в маркировку дисковода – это max скорость чтения, а не усредненная – а это значит что перед вами не 24 скоростной дисковод, а 14-16 скоростной (по среднему значению). Совет высокоскоростными приводами не увлекаться, т.к. чем выше скорость чтения данных тем меньше качество, надежность чтения, тем больше вылезает ошибок (особенно с пиратских копий). 40-50 скоростных приводов вполне достаточно.

Интерфейс подключения CD-привода к материнской плате:

1. EIDE (вторым с винчестером на одном шлейфе) или отдельно в IDE
2. SATA
3. SCSI (устанавливается в гнездо расширения ПК материнской платы) Вместе с CD-ROM.- поставляется дискета с программным обеспечением для установки CD-ROM под операционную систему- специальный шнур для подключения к звуковой карте- комплект крепежных винтов

Фирмы-производители: NEC, ASUSTEK, Toshiba, Sony, Pioneer, Panasonic Правила эксплуатации дисководов и дисков:

• Боятся пыли и грязи на поверхности дисков, это может повредить систему линз и приведет к отказу от чтения (проскакивание дорожек). Недопустимы отметины от рук(отпечатки), царапины, грязь.
• Нельзя хватать за поверхность диска пальцами, только за боковые поверхности.
• Если диск грязный, существует единственный способ его очистить: диск смочить чистящим составом (на основе изопропилового спирта), провести салфеткой из микрофибры от центра к краю, ни в коем случае по окружности, вдоль дорожек.
• Существуют специальные платформы (приводы) для чистки дисков.
• Осторожно относится к эксплуатации в дисководе дисков сомнительного производства (случаи разрыва дисков в дисководе при раскручивании и как следствие поломка привода)

CD-R — Compact Disk Recordable – диск с однократной записью и многократным чтением

Для записи информации на такой диск необходимы: специальный пишущий привод, заготовка диска (болванка или матрица CD-R), специальное ПО. Эти диски используются для создания архива данных, аудио-видео-диски, дистрибутив программного обеспечения Емкость такая же как у CD-ROM. Есть 780-800 МБ для записи звука 74 мин по 176 КБ

Структура диска:

диск CD-R

____________ прозрачный защитный слой

____________ краситель (регистрирующий слой – цианин или фталоцианин )

____________ подложка

____________ металлическое покрытие (алюминий, серебро, золото и др. сплавы)

____________ защитный слой лака с этикеткой

Цианиновый краситель обладает сине-зеленым (цвет «морской волны») или насыщенно синим оттенком рабочей поверхности, фталоцианин, в большинстве случаев, практически бесцветен, с бледным оттенком салатового или золотистого цвета. Цианиновый краситель более терпим к предельным сочетаниям мощности чтения/записи, чем «золотой» фталоцианиновый, поэтому зачастую диски на основе цианинового слоя проще считывать на некоторых дисководах. Фталоцианин — несколько более современная разработка. Диски на основе этого активного слоя менее чувствительны к солнечному свету и ультрафиолетовому излучению, что способствует увеличению долговечности записанной информации и несколько более надежному хранению в неблагоприятных условиях.

Принцип записи на CD-R:

Сфокусированным мощным лазерным лучом (CD — рекодером) нагреваются небольшие области слоя красителя. Краситель предает тепло смежной с ним подложке, под действием тепла подложка изменяет свои свойства и начинает рассеивать свет (темнеет и становится непрозрачной). В областях, не нагреваемых лазером, подложка остается прозрачной и при считывании данных пропускает луч. Последний проходит до металлического слоя, отражается от него и через подложку попадает на светочувствительный датчик. Способ записи информации отличается от CD-ROM, результат же один и тот же – последовательность отражающих и неотражающих участков (Образуются pit-участки подобно CD-ROM), которые читает любой CD-ROM Считываются такие CD-R немного хуже, чем обычные CD-ROM диски, из-за наличия дополнительного слоя, уменьшающего коэффициент отражения. Большое значение имеет и качество формирования «питов» на диске, что зависит как от свойств органического красителя, так и от самого CD рекордера. Конструкция привода такая же, отличие структура диска и мощность лазера. Как выбрать CD-R диск При выборе болванки для записи лучше всего ориентироваться на производителя диска. Именно на производителя, а не на торговую марку продавца (например диски Taiyo Yuden (TY) продаются под торговыми марками как самой Taiyo Yuden, так и Sony, Philips, Hewlett Packard, TDK, Basf и некоторых других). На нашем рынке наиболее распространены диски следующих производителей (в скобках указаны некоторые торговые марки):

• Taiyo Yuden Company Limited (Taiyo Yuden,Sony, Philips, Hewlett Packard, TDK, Basf)
• Mitsui Chemicals (Hewlett Packard, Mitsui, Philips, Sony)
• TDK Corporation (3M, TDK)
• SKC Company Limited (SKC)
• Multi Media Masters & Machinery SA (Mirex, BASF)
• Mitsubishi Chemicals Corporation (Traxdata, Verbatim)
• Ritek Co. (Dysan, FujiFilm, Memorex, MMore, Philips, BASF, TDK, Samsung, Targa, Traxdata)
• Fuji Photo Film Co, Ltd.(FujiFilm)
• Kodak Japan Limited (BASF & Kodak)
• Princo Corporation (BTC, Princo & KingTech)
• CMC Magnetics Corporation (BASF, MMORE, Imation, Memorex)

Для записи аудиодисков стоит обратить внимание на качественные цианиновые CD-R. При выборе CD-R для записи данных, чтобы информация хранилась на них максимально долгое время, следует отдать предпочтение качественным фталоцианиновым дискам.

CD-RW — Compact Disk ReWritable – многократно записываемый диск.

Структура диска:

________________ защитный прозрачный слой

________________ комбинированный слой

________________ металлическое покрытие (алюминий и др.)

________________ защитный слой

Принцип записи на CD-RW: Запись информации производится специальным комбинированным слоем, который реверсивно изменяет свои характеристики. Записывающий слой изменяет свое состояние (из кристаллического — прозрачного в аморфное непрозрачное). Такой процесс называется фазовым переходом и широко применяется в магнитооптических устройствах. Запись на CD-RW основана на изменении отражающей способности поверхности. Эти диски более «капризны» при чтении, т.к. изменение отражательных свойств у них намного ниже, чем у CD-R CD-RW показывают более низкую скорость работы, в отличии от CD-R, но справляется со всеми задачами что и CD-R и дополнительно можно перезаписывать диски. Скорость 4-8-12-16-24x Запись на CD-R (RW) может производиться в 2-х режимах:

1. режим (односеансный) DAO (Disk At Once –весь диск за один сеанс) – записывается (нарезается) весь диск за 1 сеанс без перерывов. После записи на такой диск на него невозможно будет дописать новые данные.
2. режим (многосеансный) TAO (Track At Once – одна дорожка за один сеанс) – данными заполняется за несколько сеансов, информация в виде отдельных томов или пакетов (пакетный режим).

Существуют CD-рекордеры – это привод способный писать на CD и читать их. Все современные рекордеры работают с CD-R и CD-RW. Скорость вращения указывается в трех числах: Например 50x/24х/16x/ 50х — скорость чтения CD 24x — скорость записи на CD-R 16x- скорость записи на СD-RW

DVD-Диски Digital Video Disk (цифровой видеодиск)

Дисковый DVD-накопитель имеет более коротковолновый лазер, чем CD, поэтому дорожки на диске размещаются ближе к друг другу, а также увеличивается объем информации, хранящейся на участке дорожки данной длины. В результате на одной стороне DVD-диска можно записать до 4,7Гб данных. Существуют двухслойные диски с возможностью записи 8,5Гб данных на одной стороне, а также двухсторонние «перекидные» (Flippy) диски с записью на обеих сторонах емкость 17Гб.

Существуют следующие структурные типы DVD:

1. Single Side/Single Layer (односторонний/однослойный)– самый простой тип дисков емкость 4,7 Гб

Структура одностороннего однослойного DVD-диска

2. Single Side/Dual Layer (односторонний/двухслойный). Диски имеют два слоя данных, один из которых полупрозрачный. Оба слоя считывают с одной стороны и на таком диске можно разместить 8,5 Гб данных, то есть на 3,5 Гб больше, чем на однослойном/одностороннем диске

Структура одностороннего двухслойного DVD-диска

3. Double Side/Single Layer(двухсторонний/однослойный). На таком диске помещается 9,4 Гб данных. Не трудно заметить что на таком диске вдвое больше емкости. Данные располагаются с двух сторон, придется переворачивать диск или использовать устройство, которое может прочитать информацию с обеих сторон диска самостоятельно

4. Double Side/Double/Layer (двухсторонний/двухслойный). Самый сложный вариант. Обеспечивает возможность разместить на диске 17 Гб данных. Понятно, что такой диск по сути представляет собой два сложенных вместе односторонних/двухслойных .

Запись DVD-R (Digital Versatile Disc Recordable) DVD-R — формат однократной записи, разработанный компанией Pioneer. Технология записи аналогична используемой в CD-R и базируется на необратимом изменении под воздействием лазера спектральных характеристик информационного слоя, покрытого специальным органическим составом. Односторонние диски DVD-R вмещают 4,7 или 3,95 ГБ на сторону. Двусторонние диски выпускаются только общей емкостью 9,4 ГБ (4,7 ГБ на сторону).

Для защиты от нелегального копирования разработаны две спецификации: DVD-R(A) и DVD-R(G). Две эти версии одной спецификации используют различную длину волны лазера при записи информации. DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW.

Все известные спецификации перезаписываемых DVD дисков используют технологию многократной записи, основанную на физическом принципе смены фазового состояния (кристаллическое /аморфное) информационного слоя под воздействием лазера с длиной волны 650 (635) нм (phase-change recording). Считывание информации осуществляется путем определения оптических характеристик информационного слоя в различных его фазовых состояниях при отражении лучей лазера (того же, что и при записи).

DVD-RAM (Digital Versatile Disc Random Access Memory) — перезаписываемый формат, разработанный компаниями Panasonic, Hitachi, Toshiba. Формат одобрен DVD-форумом в июле 1997 г. На сегодня это самый распространенный DVD формат в компьютерной индустрии. Диски современного — второго — поколения несут 4.7 ГБ на стороне или 9.4 ГБ для двусторонней модификации. Главной особенностью DVD-RAM являются специальные метки, нанесенные на матрицу диска при его производстве. Эти метки отмечают начало секторов. Особенность DVD-RAM в том, что его можно отформатировать в обычную файловую систему FAT32. Для записи диск DVD-RAM должен быть в картридже, причем зачастую картриджи намертво запаяны. Если все же извлечь диск DVD-RAM из картриджа, то появляется возможность использовать его в обычном приводе DVD-ROM.

DVD-RW (Digital Versatile Disc ReWecordable) — встречаются другие названия этого формата: DVD-R/W и реже DVD-ER. DVD-RW — формат многократной записи, разработанный компанией Pioneer. Диски формата DVD-RW вмещают 4,7 ГБ на одну сторону, выпускаются в односторонней и двусторонней модификациях и могут быть использованы для хранения видео, аудио и других данных.

DVD+RW . Этот стандарт без благословения DVD Форума, является конкурирующим перезаписываемым форматом, предлагаемым Philips, Sony, Hewlett-Packard и другими, основана на технологии CD-RW. Дисководы DVD+RW будут читать диски DVD-ROM и CD, но не будут совместимы с DVD-RAM. Диски DVD+RW, способны хранить 2.8 гигабайта (3G) данных, используют технологию изменения фазы. DVD+RW приводы поддерживают запись в несколько сеансов. Благодаря более точному позиционированию лазера в процессе записи привод позволяет перезаписывать любую часть содержимого диска прямо на верх, не стирая старого содержимого. Это же позволяет осуществить и уникальную коррекцию ошибок при записи – плохо записавшийся сектор автоматически перезаписывается заново.

DVD+R. Технология записи DVD+R построена на тех же принципах, что и DVD+RW. Единственное отличие состоит в том, что для отражающего слоя используется материал, сходный с используемым на простых CD-R. По сравнению с DVD+RW недостатком DVD+R является то, что на них не работает коррекция ошибок, основанная на простой перезаписи сбойного сектора. Зато диски DVD+R лучше читаются на стационарных плеерах и простых DVD-ROM за счет более высокой отражающей способности записываемого слоя.   Kodak Japan Limited.

Понравилась статья, рекомендуйте Вашим друзьям!

Давайте дружить!

Выбираем компрессор по принципу работы, типу привода, производительности

Компрессоры необходимы для работы различного пневмоинструмента. Последние выделяются повышенной производительностью, низким перегревом и простотой ремонта, поскольку в них минимум деталей. Но для каждого пневматического инструмента (гайковерты, шуруповерты, болгарки, дрели, краскопульты и т. д.) необходимы свои характеристики компрессора. Рассмотрим, какие бывают виды компрессоров и как выбрать такой аппарат, исходя из предстоящих задач по работе.

В этой статье:

Существующие типы компрессоров

Все компрессоры подразделяются на поршневые и винтовые. А они, в свою очередь, имеют дополнительные подкатегории и отличия.

Поршневые

Принцип работы поршневого компрессора заключается в передаче крутящего момента на вал, по которому движется шатун с поршнем. Он перемещается вверх-вниз по цилиндру, как в двигателе внутреннего сгорания. Благодаря таким движениям воздух сжимается и подается дальше в накопительный бак.

Особенностью поршневых аппаратов является относительно доступная цена. Но они громко тарахтят при работе и сильно вибрируют. Для продолжительной эксплуатации они подходят плохо. Такие товары покупают для автомастерских, гаража, бытового использования.

Чем больше объем цилиндра, тем выше производительность. Ступени сжатия тоже сказываются на количестве вырабатываемого воздуха. Бывают поршневые модели с двумя компрессорами, работа которых обеспечивает ускоренное нагнетание. Если необходима очень высокая производительность, выбирают модели с 3-мя и даже 4-мя цилиндрами. Но их цена выше.

Винтовые

У винтовых компрессоров другой принцип работы. В них два винта с крупными лопастями вращаются, нагнетая собой воздух за счет высокой скорости. Такие роторы способны функционировать без пауз, поскольку у них меньшее трение и почти отсутствует нагрев.

Они выделяются повышенной производительностью и продолжительностью использования, но стоят дороже поршневых. Винтовые компрессоры покупают на производственные линии, где требуется регулярное применение пневматического оборудования.

Виды приводов

Передача крутящего момента от электродвигателя к узлу по нагнетанию воздуха называется приводом. Он бывает прямой и ременной.

Прямой привод

Прямой привод (называется еще коаксиальный) встречается только у поршневых компрессоров. Вал электромотора образует единое целое с валом, на котором размещен шатун и поршень. Благодаря такому исполнению сокращаются размеры конструкции, не требуется частое сервисное обслуживание, снижаются потери мощности. Но нагреваются модификации с прямым приводом быстрее.

Ременной привод

Вращение от электрического двигателя передается через шкив и ремень. Это позволяет размещать два узла друг над другом или в линию, расширяя возможности конфигурации (с прямым приводом возможно лишь прямое размещение в линию). Ременная передача повышает рабочий ресурс, снижает нагрев, но сам ремень постепенно стирается, трескается, поэтому нужно за ним следить и периодически менять. Если поршень перегреется и заклинит, ремень убережет от повреждения якорь электромотора.

Варианты смазки

масляные

безмасляные

Поскольку в компрессорах происходит трение, они нагреваются. Чтобы детали не заклинили, необходима смазка. По способу смазки компрессоры подразделяются на масляные и безмасляные. В первом случае у вала с шатуном есть собственный картер, в котором залито масло по уровню. Трущиеся детали погружены в смазку, поэтому защищены от преждевременного износа. Но такие агрегаты нужно обслуживать и периодически менять масло. Еще в подаваемом сжатом воздухе могут быть частички смазки и специфический запах. Зато по продолжительности работы они превосходят другие версии. Безмасляные компрессоры названы так лишь потому, что у них нет картера с технической жидкостью. Смазка заправлена и движется только по специальным каналам, защищая детали от истирания. Это не позволяет ей попадать в нагнетаемый воздух (воздушная камера изолирована от этих каналов), но скорость нагрева трущихся элементов выше, поэтому продолжительность беспрерывной работы меньше.

Мощность и напряжение

Компрессоры бывают с подключением 220 и 380 V. Первые подойдут для гаража, а вторые — только для трехфазной линии на производстве. По мощности двигателя есть версии от 1.8 Вт до 5, 7 и даже 11 Вт. Чем выше мощность, тем производительнее агрегат и тем на большие нагрузки в течение дня он рассчитан. У моделей с двумя двигателями мощность обозначается как 5+5 Вт.

Учтите, что бытовая розетка с медной проводкой 1.5 мм² выдержит мощность подключаемого оборудования лишь 3.9 кВт. Поэтому для агрегатов с более высоким показателем придется менять проводку или искать другое место подключения.

Производительность в литрах

У каждого компрессора в характеристиках указывается производительность литров сжатого воздуха за минуту. Этот параметр замеряется на входе. Обычно паспортные данные завышены от фактических, а реальные цифры — 60-70% от указанных. Поэтому покупать компрессор нужно «не впритык», а с запасом. Чем выше производительность, тем быстрее будет нагнетаться запас воздуха и мотор сможет останавливаться для перерывов, охлаждения, его ресурс больше.

Минимальная производительность составляет 100-150 л/мин. В гаражную мастерскую для пневмоинструмента нужна модель с показателем от 400 л/мин. Для производства выбирают компрессоры на 1000 и 2000 л.

Вырабатываемое давление

Производимое давление должно соответствовать потребностям подключаемого оборудования. Например, для краскопульта требуется 3 бар. Угловая шлифовальная машина или гайковерт смогут корректно функционировать от 6 бар. Есть поршневые модели, генерирующие 10-15 бар, и винтовые, вырабатывающие до 25 бар.

Объем ресивера

Сжатый воздух накапливается в баке. Чем бак вместительнее, тем больший запас получится создать. Когда есть внушительный запас воздуха, компрессор тоже отдыхает, а расход идет из бака.

Но здесь играет роль производительность и предстоящие объемы потребления воздуха. При маленьком баке поршневая группа будет часто включаться, чтобы пополнить запас. При большом баке и низкой производительности устройство будет долго нагнетать воздух и может перегреться.

Для непродолжительных работ достаточно моделей с емкостью до 100 л (возможны версии на 8, 24, 50 л и т. д.). Для мастерской выбирают версии на 200 или 300 л, а для производства 400 и 500 л.

Стационарный или мобильный

Винтовые компрессоры чаще всего выпускаются в шкафах, предназначенных для стационарной установки. Это позволяет их разместить на производстве в безопасном месте и подключать пневмоинструмент. Вес таких моделей может быть до 750 кг. Если нужны более компактные и мобильные версии, выбирайте компрессор на колесиках, чтобы выкатывать его из гаража, а потом заказывать обратно по окончании работы. Есть совсем компактные модели, как HANDY MASTER KIT, которые весят всего 7 кг. Их удобно возить с собой в багажнике авто, чтобы накачивать лодку, надувной матрас, колеса и пр.

Источник видео: FUBAG

Страна-производитель

Хотя характеристики компрессоров могут быть схожими, место сборки влияет на качество работы и срок эксплуатации. Хорошим соотношением цена-качество являются товары российского или белорусского происхождения. Самыми выносливыми будут модели из Италии. Но их цена выше.

Пневмоинструменты для компрессора

Строительные, ремонтные работы, функционирование целых производственных линий не было бы возможным, если бы ни ручной полуавтоматический инструмент. И одним из наиболее надежных и эффективных на сегодняшний день является именно пневмоинструмент для комрпессора: краскораспылитель, пистолет для накачки шин, гайковерт пневматический ударный, пистолет продувочный и т.д.

Пневмоинструмент для компрессора способен работать в любых условиях с высочайшей производительностью. В нашем каталоге представлены десятки различных видов пневматического инструмента, предназначенного для проведения разноплановых работ.

Ответы на вопросы: как выбирать компрессор по принципу работы, типу привода и производительности Какой компрессор подойдет для накачки большой лодки? СкрытьПодробнее

Накачать лодку для рыбалки или водных прогулок можно любым компрессором, хоть самым маломощным. Производительность здесь влияет лишь на количество затраченного времени.

Какое давление и производительность необходимы для краскопультов? СкрытьПодробнее

Для пульверизаторов с технологией LVLP требуется 2 бар и производительность около 200 л/мин. Если используете краскопульты с технологией HVLP, понадобится компрессор, генерирующий 4 бар и 300 л/мин. При работе аэрографами достаточно 1.5 бар и 100 л/мин.

Как часто менять ремень компрессора? СкрытьПодробнее

Рекомендуемые сроки технического обслуживания каждый производитель указывает в сопутствующей документации. Среди признаков, указывающих на необходимость замены приводного ремня: трещины, расслоения, свист во время работы. При провисании ремня, можно попробовать его подтянуть при помощи регулировочного механизма.

Как часто нужно менять масло в компрессоре? СкрытьПодробнее

Подробная информация предоставляется в инструкции по эксплуатации. Из общих стандартов — первая замена выполняется спустя 50 часов работы для модификаций с поршнем и прямым приводом, и 100 часов для ременных версий. Затем замена смазки нужна каждые 300 часов работы. Для винтовых компрессоров регламент составляет 500 часов, а у некоторых даже 1000 часов.

Играет ли роль материал корпуса блока цилиндров? СкрытьПодробнее

Да, чугунные тяжелее, но более прочные, стоят дороже. Алюминиевые легче, лучше отводят тепло, дешевле, но менее прочные.

Можно ли в картер заливать автомобильное масло? СкрытьПодробнее

Нет, для такого оборудования выпускаются специальные компрессорные масла. Хотя принцип действия поршневой группы похож с ДВС авто, температуры работы у них разные, равно как и происходящие внутри процессы.

Компрессор работает, но не выдает нужного давления, в чем причина? СкрытьПодробнее

Если это дешевая модель неизвестного бренда, то она просто не соответствует паспортным характеристикам. У качественных аппаратов такое возникает, когда в сети просадка напряжения. Замерьте напряжение вольтметром и попробуйте включить оборудование, когда будет 220 V. В любом случае покупайте компрессор с запасом по давлению и производительности.

Остались вопросы

Оставьте Ваши контактные данные и мы свяжемся с Вами в ближайшее время

Обратная связь

Устройство и принцип работы — Технологии CD

Как известно, большинство накопителей бывают внешними и встраиваемыми (внутренними). Приводы компакт-дисков в этом смысле не являются исключением. Большинство предлагаемых в настоящее время накопителей CD-ROM и DVD относятся к встраиваемым. Внешний накопитель, как правило, стоит заметно дороже. Форм-фактор современного встраиваемого CD-ROM (DVD-ROM) определяется двумя параметрами: половинной высотой (Half-High, HH) и горизонтальным размером 5.25 дюйма. Таким образом, для установки подобного накопителя в компьютер требуется свободный монтажный отсек 5.25 дюйма. На передней панели каждого накопителя имеется доступ к механизму загрузки компакт-диска в привод. Также там расположены индикатор работы устройства (обычно Busy), гнездо для подключения наушников или стереосистемы (для прослушивания аудиодисков), а также регулятор громкости (также для аудио-CD). Кроме того, при использовании контейнера на передней панели имеется отверстие, с помощью которого можно извлечь компакт-диск даже в аварийной ситуации, например, если не срабатывает кнопка Eject. На задней панели практически всех без исключения приводов CD-ROM находятся, по крайней мере три разъема: интерфейсный, питания и аудио. Назначение первых двух, видимо, не вызывает вопросов. Разъем для вывода звука позволяет подключать привод к звуковой карте. Это удобно при прослушивании аудиодисков, поскольку не требует переключения акустической системы или наушников с одного гнезда на другое. Кроме этих разъемов при использовании SCSI-интерфейса с задней панели привода доступны также резисторы-терминаторы устройства и набор перемычек (jumpers), или переключателей (switches), которые определяют номер устройства и режим работы. Не следует забывать, что резисторы-терминаторы должны быть установлены на host-адаптере SCSI и приводе компакт-дисков, если к шине интерфейса не подключены другие устройства. В приводе компакт-дисков можно выделить несколько базовых элементов: лазерный диод, сервомотор, оптическую систему (включающую в себя расщепляющую призму) и фотодетектор. И так, считывание информации с компакт-диска, так же как и запись, происходит при помощи лазерного луча, но, разумеется, меньшей мощности. Сервомотор по команде внутреннего микропроцессора привода перемещает отражающее зеркало. Это позволяет точно позиционировать лазерный луч на конкретную дорожку. Такой луч, попадая на отражающий свет островок, через расщепляющую линзу отклоняется на фотодетектор, который интерпретирует это как двоичную единицу. Луч лазера, попадающий во впадину, рассеивается и поглощается — фотодетектор фиксирует двоичный ноль (цифровая информация представляется чередованием впадин (не отражающих пятен) и отражающих свет, островков). В качестве отражающей поверхности компакт-дисков обычно используется алюминий. Разумеется, вся поверхность компакт-диска покрыта прозрачным защитным слоем. В отличие от, например, винчестеров, дорожки которых представляют собой концентрические окружности, компакт-диск имеет всего одну физическую дорожку в форме непрерывной спирали, идущей от внутреннего диаметра к наружному. Тем не менее, одна физическая дорожка может быть разбита на несколько логических. В то время, как все магнитные диски вращаются с постоянным числом оборотов в минуту, т.е. с неизменной угловой скоростью (CAV, Constant Angular Velocity), компакт-диск вращается обычно с переменной угловой скоростью, чтобы обеспечить постоянную линейную скорость при чтении (CLV, Constant Linear Velocity). Таким образом, чтение внутренних секторов осуществляется с увеличенным, а наружных — с уменьшенным числом оборотов. Именно этим обусловливается достаточно низкая скорость доступа к данным для компакт-дисков по сравнению, например, с винчестерами. В последнее время появились так называемые перезаписываемые компакт-диски CD-R (CD-Recordable). Носители типа CD-R могут быть записаны самим пользователем на специальном CD-R-приводе. В основном здесь применяются технологии, основанные на изменении отражающих свойств вещества подложки компакт-диска под действием луча лазера. Кстати, надо заметить, что перезаписываемые компакт-диски в несколько раз дороже обычных. Дело в том, что в качестве светоотражающего слоя в них используется уже не алюминий, а золото (подобные диски обычно служат как мастерные для дальнейшего тиражирования). Читать CD-R-диски можно на обычном приводе.

Страница не найдена – kpet-ks.ru

И так дорогие друзья, настало время поразмышлять над информацией, точнее над её свойствами. Любую деятельность человека сложно представить без сбора, обработки и хранения информации, принятие решений на её основании. В последнее время мы говорим об информации как о ресурсе научно-технического прогресса. Информация содержится в человеческой речи, в сообщениях средств массовой […]

Дорогие друзья, настало время подведения итогов. Во время игры наблюдались разные участники с первого и второго курса. Кто-то сдался ещё на первых загадках, отгадав одну из двух., сдались потеряв всякую надежду. Были и те, кто наблюдал со стороны: читали загадки, следили за новостями. Но у меня ещё с первых дней […]

Существо, повлиявшее на ход работы программы, вклеенное 9 сентября 1945 года в технический дневник Гарвардского университета с определённой надписью, но будучи вклеенной в тот журнал, существо по сей день является программистам. Комплекс технических, аппаратных и программных средств, выполняющий различного рода информационные процессы.

Загадки те же, интерпретация другая Злоумышленник, добывающий конфиденциальную информацию в обход систем защиты Правильный термин звучал бы как  взломщик, крэкер (англ. cracker). Принудительная высылка лица или целой категории лиц в другое государство или другую местность, обычно — под конвоем. Термины относятся к области информатики.

Загадки При интернет сёрфинге мы передвигаемся по «звеньям одной цепи», то есть по … Можно подумать, что эти специалисты в компьютерном мире самые трудолюбивые «садовники», использующие в качестве инструмента мотыгу, тяпку, кайло. Напоминаю, что термины из области информатики, но “ноги растут” из английских слов. Удачи!

Загадки: Компьютерное изобретение, благодаря которому мы узнали имя одного из первых основателей корпорации Intel.   Инженерное сооружение, отличающееся значительным преобладанием высоты над стороной или диаметром основания. Все термины из области информатики и ИКТ. Будьте внимательны!

Очередная порция загадок: Наука о проектировании зданий, сооружений или набор типов данных и описания ПК. Устройство вывода, которое в переводе с английского языка синонимично «exhibition». Удачи.

Друзья мои, перед вами первая порция  загадок: отсчёт пошёл. Загадки: Устройство ввода, которое определило жизнь маленькой девочки по им. Дюймовочка. Место, расположенное вблизи берега моря или реки, устроенное для стоянки кораблей и судов, по совместительству разъём у ПК, ноутбуков и телефонов. Ответы присылаем на почту ведущего: [email protected]. Убедительная просьба, подписывайтесь […]

Дорогие друзья!!! В течении недели с 23.04.18г. по 28.04.18г., будет проведена онлайн викторина «Загадка о загадке». Где каждый день будет публиковаться порция загадок (всего загадок 10). Каждая загадка оценивается в 5 баллов. Если с первой попытки загадка не отгадана будут даны подсказки, но ответ по подсказке будет оценён в 4 […]

“Проект при поддержке компании RU-CENTER” Подробнее ознакомиться с правилами участия в программе “RU-CENTER – Будущему” Вы также сможете на сайте Миссия программы — содействовать развитию общеобразовательных учреждений и повышению качества образования в нашей стране. Цели  программы — предоставить технические возможности для создания, поддержки и развития сайтов образовательных учреждений; обеспечить условия […]

как подключить и что можно сделать с драйвером своими руками, имея старый DVD-RW и Ардуино, схема простейшего

Сделать мощный прожигающий лазер своими руками – несложная задача, однако, кроме умения пользоваться паяльником, потребуется внимательность и аккуратность подхода. Сразу стоит отметить, что глубокие познания из области электротехники здесь не нужны, а смастерить устройство можно даже в домашних условиях. Главное при работе – это соблюдение мер предосторожности, так как воздействие лазерного луча губительно для глаз и кожи.

Лазер – опасная игрушка, которая может нанести вред здоровью при его неаккуратном использовании. Запрещается направлять лазер на людей и животных!

Что понадобится в работе

Чтобы своими руками изготовить лазер, необходимо использовать лазерный диод красного цвета (650нм). Его можно извлечь из сломанного или старого DVD-RW привод.

Обратите внимание! Если прибор сломан, то существует высокая вероятность того, что его лазерный диод остался в рабочем состоянии. Поэтому он вполне пригоден для нашей работы.

Также можно использовать CD-RW привод. Некоторые используют даже пишущий Blu-ray дисковод. Но в таком случае для CD-RW привода будет характерен инфракрасный невидимый луч (780нм), а для Blu-ray дисковода — фиолетовый (405нм). Кроме того понадобятся также инструменты, чтобы для разбора DVD-RW привода.

Поговорим о проигрывателе

Чтобы достать лазерный диод, взятый из DVD-RW привода, нужно аккуратно разобрать устройство. Для этого нужно понимать устройства привода. Он помещен в специальную металлический теплоотводящий корпус, который еще дополнительно помещен ещё в одну металлическую основу. От вас зависит, стоит ли вытаскивать прибор из такого корпуса или нет.

Обратите внимание! Разбирая DVD-RW прибор, не стоит вытаскивать бескорпусные лд.

DVD-RW привод

Можно также оставить в корпусе радиатор, а вот основы извлечь. Это влияет на качество теплоотвода, который необходим для нашей лазерной установки. Некоторые специалисты утверждают, что когда лд питает неимпульсный ток, то для каретки не будет хватать созданного теплоотвода. Это утверждение будет правильным для определенных моделей привода, а также, если необходимо получить максимальную мощность. В DVD-RW встроены два лазерных диода. Из них один является инфракрасным и используется для записи и проигрывания CD. А второй красного цвета и применяется проигрывания и записи DVD. Как видим, при желании можно изготовить своими руками целых два лазера.

Обратите внимание! В модели привода BD-RE встроены целых три диода. А вот в современных моделях такого рода устройств применяются сдвоенные лд, установленные на одном кристалле.

В таких сборках нельзя одновременно подключать инфракрасный и красный диоды, если ток имеет большие значения.

Лазер своими руками из ДВД привода

Для начала, необходимо раздобыть сам привод. Его можно снять со старого компьютера или приобрести на барахолке за символическую стоимость.

Информация: Чем выше заявленная скорость записи, тем более мощный прожигающий лазер применяется в приводе.

Сняв корпус, и отсоединив управляющие шлейфы, демонтируем пишущую головку вместе с кареткой.

Порядок извлечения лазерного диода:

1. Соединяем ножки диода между собой с помощью проволоки (шунтируем). При демонтаже может накопиться статическое электричество, и диод может выйти из строя
2. Удаляем алюминиевый радиатор. Он достаточно хрупкий, имеет крепление, конструктивно «заточенное» под конкретный ДВД привод, и при дальнейшей эксплуатации не нужен. Просто перекусываем радиатор кусачками (не повреждая диод)
3. Выпаиваем диод, освобождаем ножки от шунта.

Элемент выглядит так:

Следующий важный элемент – схема питания лазера. Использовать блок питания из DVD привода не получится. Он интегрирован в общую схему управления, извлечь его оттуда технически невозможно. Поэтому изготавливаем питающую схему самостоятельно.

Есть соблазн просто подключить 5 вольт с ограничительным резистором, и не мучиться со схемой. Это неверный подход, поскольку любые светодиоды (в том числе и лазерные) питаются не напряжением, а током. Соответственно нужен токовый стабилизатор. Самый доступный вариант – использование микросхемы LM317.

Выходной резистор R1 подбирается в соответствии с током питания лазерного диода. В данной схеме ток должен соответствовать 200 мА.

Собрать лазер своими руками можно в корпусе от световой указки, либо приобрести готовый модуль для лазера в магазинах электроники или на китайских сайтах (например, Али Экспресс).

Преимущество такого решения – вы получаете готовую регулируемую линзу в комплекте. Схема блока питания (драйвер) легко умещается в корпусе модуля.

Если вы решили изготовить корпус самостоятельно, из какой-нибудь металлической трубки – можно использовать штатную линзу от того же привода DVD. Только надо будет придумать способ крепления, и возможность юстировки фокуса.

Линза в комплекте с регулирующим устройством именуется коллиматором.

Чтобы правильно подключить лазер из двд привода, нужна схема контактов. Вы можете отследить минусовой и плюсовой провод по маркировке, на монтажной плате. Сделать это нужно перед демонтажем диода. Если такой возможности нет – воспользуйтесь типовой подсказкой:

Минусовой контакт имеет электрическую связь с корпусом диода. Найти его не составит труда. Относительно минуса, расположенного внизу, плюсовой контакт будет справа.

Если у вас трехножечный лазерный диод (а таких большинство), слева будет или неиспользуемый контакт, или подключение фотодиода. Так бывает, если в одном корпусе расположен и прожигающий и считывающий элемент.

Основной корпус подбирается исходя из размера батареек или аккумуляторов, которые вы планируете использовать. В него аккуратно закрепите свой самодельный лазерный модуль, и прибор готов к применению.

С помощью такого инструмента можно заниматься гравировкой, выжиганием по дереву, раскроем легкоплавких материалов (ткань, картон, фетр, пенопласт и пр.).

О чем стоит помнить при работе

Создавая своими руками лазер необходимо помнить, что лазерный диод может повредиться от статического электричества. Поэтому, чтобы обеспечить нормальную работу данного элемента, необходимо три ножки лд обмотать неизолированной проволокой.

Обратите внимание! Нельзя направлять в глаза лазерный луч. Его также нельзя направлять на отражающие поверхности. Это может привести к полной или частичной потере зрения.

Требования, которые существуют для работы с лазерами, актуальны и для инфракрасного излучения. Ведь оба эти излучения обладают мощной прожигающей способностью.

Лазерный луч красного цвета

Кроме этого необходимо знать о том, что питание лазерного диода должно осуществляться определенным током. Если ток питания будет превышать определенный порог, то это может привести к перегреву диода. В связи с чем он либо полностью перегорит, либо будет светить как стандартный светодиод. Для того, чтобы ток имел правильные значения, нужно использовать определенную схему сборки лазера. При этом в ней обязательно должен иметься драйвер. Рассмотрим несколько схем по сборке лазера при использовании лазерного диода, взятого из DVD-RW привода.

Размещение оптики

Для создания коллиматора рекомендуется извлечь оптическую линзу из китайской лазерной указки. При этом луч будет иметь диаметр не менее 5 мм, что является слишком высоким показателем. Стоковая линза коллиматора сокращает диаметр луча до 1 мм, но для настройки такого лазера придется потрудиться. Это обусловлено небольшим фокусным расстоянием, что затрудняет регуляцию ширины луча.

Если вам все же удастся настроить стоковую оптику, лазер сможет легко разрезать полиэтиленовые пакеты и моментально лопать воздушные шары. При наведении на древесную поверхность луч прожжет ее, словно паяльник. Главное – не забывать о технике безопасности при использовании.

Первый вариант сборки

В данной ситуации необходимо использовать следующую схему сборки устройства на основе лазерного диода, извлеченного из DVD-RW привода.

Схема сборки

Минусом такой схемы является наличие ситуации проседания напряжения аккумулятора в момент разрядки, что вызывает линейное падение степени яркости лазера. Чтобы собрать лазерную установку по приведенной схеме, нужен не только диод, но и конденсаторы с любым напряжением (от 3В). На схеме они отмечен значком C1 и С2. Емкость первого конденсатора должна быть 0,1 мкФ, а второго – 100 мкФ. Они защитят диод от статического электричества, а также обеспечат плавный переход процессов. Когда конденсаторы были подсоединены к лазерному источнику света, с выводом можно будет снять проволоку. При соединении к диоду один из выводов на корпус будет подавать минус. В тоже время второй вывод будет плюсом, а третий – не применяется. Расположение плюсов достаточно хорошо показано на второй схеме, которая будет описана ниже. Стоит знать, что на корпус некоторых диодов подается плюс (например, у 808нм лд). Для сдвоенных моделей характерно наличие среднего вывода для общего минуса (G), а крайний – C для питания DVD, CD, D. Запитать такую схему можно от мобильного аккумулятора или 3 аккумулятора АА.

Обратите внимание! При сборке схемы необходимо учитывать, что напряжение аккумулятора может отличаться от указанного. Особенно это заметно сразу же после его зарядки. При 3,7 В может иметься 4,2 В. В связи с этим аккумулятор необходимо проверять мультиметром.

При этом ток также может иметь отличные значения. К примеру, при соответствующих скоростях записи DVD-RW привода, лазерный диод может иметь следующие значения таких параметров, как мощность и ток:

• при скорости 16 мощность составит 200мВт, а ток — 250-260мА;
• при скорости 18 мощность составит 200мВт, а ток — 300-350мА;
• при скорости 20 мощность составит 270мВт, а ток — 400-450мА;
• при скорости 22 мощность составит 300мВт, а ток — 450-500мА;
• при скорости 24 мощность составит 300мВт, а ток — 450-500мА.

Инфракрасный диод

Инфракрасный диод CD-RW привода будет иметь мощность в 100-200мВт. Для сравнения, фиолетовый в BLU-RAY RW — от 60 до 150мВт, а в не пишущих моделях -15 мВт. Перед сборкой данной схемы, при использовании лазерного диода DVD привода, необходимо узнать, какое сопротивление требуется для резистора R1. Для этого можно использовать формулу R1=(Uвх.-Uпад.)/I , в которой:

• Uвх. – напряжение, идущее от аккумулятора;
• Uпад. — падение напряжения, которое принимает диод. Красный диод должен примерно иметь Uпад. равное 3 В. Такое напряжение пойдет для маломощного не пишущего DVD привода. Для инфракрасного диода Uпад. составит примерно 1,9 В, а для фиолетового или синего – 5,5 В и 4-4,4 В соответственно;
• I — сила тока. Ее можно узнать из специальной таблицы.

При сборке лазера многие специалисты рекомендуют использовать резисторы большего сопротивления, чем получилось при расчетах. Это позволит защитить полупроводник от тока чрезмерного значения. Используя мультиметр, далее можно будет уменьшить сопротивление.

Как выбрать лучший дисковод?

Перед тем как перейти непосредственно к инструкции, которая объясняет, как сделать лазер, мы поговорим о свойствах дисковода, от которых будут зависеть характеристики нашего устройства.

1. Устройство должно иметь функцию записи дисков, иначе у вас ничего не получится.
2. Желательно чтобы дисковод был не рабочим, в идеале — механическая неполадка. Можете взять у друга не нужный девайс.
3. Берите очень быстрый дисковод, чем быстрее тем больше будет мощность лазера.

Кроме этого вам понадобятся некоторые детали: резисторы, батарейки, конденсаторы. В процессе изготовления лазера вы столкнетесь с необходимостью паяния схемы, так что запаситесь паяльником, канифолью и припоем.

Итак, вы подобрали ненужный дисковод и готовы к изготовлению лазера. Ниже мы представим инструкцию по изготовлению:

1) Начинайте разбирать дисковод. Открутите крышку, чтобы вы могли увидеть модуль, который отвечает за работу записывающего устройства.

2) Вытащите его и аккуратно отсоедините лазерный модуль, а с него извлеките записывающую головку. Для этого лучше всего использовать пинцет — с его помощью вы легко сможете «выкрутить» головку (она просто очень хорошо сидит и ее легко повредить).

3) Перед тем как вы будете вытаскивать модуль, вам потребуется закоротить все его выводы. Для этого можно использовать медный провод, который потом останется. Если вы все правильно сделаете, то у вас должно получится что-то на подобии такого, как показано на рисунке.

4) После этого вам придется спаять небольшую схему, в которой будет один резистор, два конденсатора, выключатель и батарейка. Зачем эта схема? Она нужно для того, чтобы модуль не перегорел. Батарейку можно взять на 3,6 вольта. Номинал сопротивления может колебаться в пределах от двух до пяти ом. С этими элементами у вас не должно возникнуть проблем. Труднее будет с конденсаторами, так как один из них — полярный (тот что на 2200 нФ). Когда вы будете его запаивать, главное не перепутать полярность, иначе он может взорваться. Второй конденсатор — обыкновенный и с ним проблем мне возникнет. Внизу, на рисунке, вы видите схему.

5) Паять схему не сложно, и вы можете даже не заморачиваться и делать все в виде навесного монтажа. Так вы точно сэкономите силы и время.

6) В качестве источника в 3,7 вольт можно воспользоваться двумя батарейками с мобильных телефонов, которые надо подключить параллельно — это увеличить их общий заряд. В принципе, лазер готов, но перед пробным запуском вам нужно обезопасить свое зрение. Поэтому, если у вас нет специальных защитных очков, то лучше не наводить лазерный пучок в глаза другим людям. 7) Закончив с вопросами безопасности, вы можете включить лазер. Стоит отметить, что первый запуск вас ничем не удивит. Максимум что вы получите — это просто свет. Поздравляем вас — вы сделали фонарик. Но как превратить его в лазер?

Проблема в том, что у нас получился не фокусированный луч. Для того чтобы превратить его в настоящий лазер, вам потребуется линза. Такую линзу можно достать с компьютерного привода.

9) Прикрепив ее к нашему лазеру все пойдет намного лучше. Правда, проблема остается — это отсутствие нормального корпуса.

10) В качестве корпуса под наше устройство вы можете использовать уже готовые вещицы. Например, прекрасно подойдет корпус от лазерной указки, маленького фонарика и подобные вещи. Впрочем, если вам нравится сам процесс изготовления, то вы можете сделать его самостоятельно. Для таких целей прекрасно подойдет алюминиевый профиль. Подстроив линзу, вы сможете получить хорошо сфокусированный луч, который может плавить тонкую пластмассу и даже поджигать спички.

Мы надеемся, что наша инструкция о том, как сделать лазер из дисковода, вам пригодится и заинтересует. Удачи вам и успехов!

Второй вариант сборки

В данном случае при сборке лазерной установки необходимо руководствоваться следующей схемой.

Схема сборки лазерной установки

Данная схема, в отличие от вышеописанной не имеет проблем с падением яркости лазера. Эта проблема была решена благодаря применению в схеме специального регулируемого стабилизатора (например, КРЕН12А или его распространенного аналога LM317T). При этом необходимо знать, что выбранный стабилизатор является компенсационным. Он подает напряжение примерно на 1.4 В больше, чем требуется. В результате, чтобы получить в схеме на лазерный диод 3 В нужно подать от 4.4 В до 37 В. При этом на выходе все равно будет 3 В (конечно, при условии правильно подобранных резисторов). Если на схему подавать меньше 4.4 В, то яркость лазера начнет падать, что характерно для первой схемы. В результате возникнет ситуация, аналогичная разрядке аккумулятора. Для диодов 780нм на схему потребуется подавать от 3,8 В до 37 В. Поэтому в такой ситуации данная схема может оказаться неэффективной, так как вольт-амперная характеристика здесь будет сильно плавать в зависимости от температуры окружающей среды. А это может привести к перегоранию схемы, если повышение значения тока вовремя не удаётся отследить.

Обратите внимание! Некоторые специалисты считают, что данный эффект характерен для синих лазерных диодов.

Чтобы избежать перегрева, необходимо до полного разогрева источника света измерять ток. Это позволить устранить риск повышения предельно допустимого значения тока. Специалисты рекомендуют использовать сопротивление для R1 в значении Ом. А для определения параметра R2 необходимо использовать следующую формулу: R2=R1*(Uвых.-Uопор.)/Uопор. Следует знать, что первоначально R2 нужно ставить несколько меньше, чем было получена цифра при вычислениях. При этом следует одновременно к диоду подключить последовательно мультиметр, чтобы оценивать силу тока. Это позволит избежать ситуации появления тока чрезмерного значения. В этой схеме допускается использование таких же конденсаторов, как и в предыдущей. А вот резисторы должны быть более качественными, особенно их подключение. Если во время работы установки произойдет обрыв контакта (размыкание цепи), то из-за возросшего напряжения светодиодный диод перегорит.

Фокусировка светового потока в луч

Создавая лазерную установку и используя для этого диод, извлеченный из DVD-RW привода, необходимо понимать, что испускаемый свет будет аналогичным стандартному светодиоду.

Свечение светодиода

Но нам же необходим лазерный луч. Чтобы его сделать, необходимо использовать коллиматор – специальную линзу. С ее помощью будет происходить фокусирование светового потока в луч. Отличным решением будет применение в устройстве линзы, взятой из старой лазерной указки. Устанавливая ее при помощи гаек и пружин, появится возможность более точной фокусировки лазера (его приближение и удаление). Также линзу можно прикрепить к лазерному диоду с помощью эпоксидного клея или двухстороннего скотча. Из-за того, что не всегда можно отыскать мощный диод, в данной ситуации рекомендуется использовать модель 808нм.

Получение зеленого луча

С помощью кристалла определенного цвета можно получить лазерный луч зеленого, желтого, красного и синего цвета.

Видео уроки

Лазерные указки, с которыми многие из нас игрались в детстве, вполне можно сделать своими руками в домашних условиях. А можно создать достаточно мощное приспособление, которое способно прожигать своим лучом предметы. И для этого нам потребуется лазерный диод, который можно извлечь из DVD-RW проигрывателя.

Лазерный диод, взятый из DVD

Из этой статьи вы узнаете последовательность работы создания самодельного лазерного устройства, обладающего значительной мощностью.

Принципы работы привода (двигатели и приводы)

На этом этапе мы рассмотрим систему привода с регулируемой скоростью — с общей точки зрения. Все приводные системы, электронные, механические или жидкостные, имеют основные части, показанные на рис. 1-6.

Рисунок 1-6. Типовая система привода с регулируемой скоростью
Чтобы понять простую систему привода, мы начнем с конца системы и двинемся назад. Мы посвятим отдельные разделы этой темы каждому из основных компонентов, перечисленных на рис. 1-6.На данный момент цель состоит в том, чтобы развить базовое понимание приводной системы. Будет создана основа, которая позволит обсудить более сложные концепции в последующих темах.

Станок

Сущность любой приводной системы — это приложение или машина. Это сердце системы, поскольку в конечном итоге она должна выполнять работу. Рассмотрим машину — приложение. Это может быть конвейер, пресс, упаковочная машина или буквально сотни приложений, работающих с переменной скоростью.

Муфта

Муфта — это устройство, которое соединяет машину с двигателем. Муфты бывают всех форм и размеров. Его основная задача — обеспечить надежное соединение между двигателем и машиной. Муфты могут принимать вал двигателя одного диаметра и преобразовывать выходной сигнал на вал другого размера. В некоторых случаях в
муфта может быть устройством, называемым коробкой передач, которое может включать в себя редукторы определенного типа, понижающие или повышающие скорость. Муфты также можно рассматривать как согласующие устройства из-за их способности плавно передавать мощность машине.В определенной степени это устройство также может смягчить удары двигателя, воздействующие на машину.

Двигатель

Это устройство меняет одну форму энергии на вращающуюся механическую энергию. Его можно считать первичным двигателем, потому что он получает мощность от привода и переводит ее в движение. Как мы вскоре увидим, существует несколько типов двигателей, использующих различные формы энергии. В этой теме мы обсудим механические, гидравлические двигатели переменного и постоянного тока. Размер двигателя обычно определяет количество вращательного движения, которое он может генерировать за счет поступающей мощности.Позже мы увидим, что из этого принципа есть несколько исключений.

Привод

Привод можно считать сердцем всей системы. Этот раздел управляет скоростью, крутящим моментом, направлением и результирующей мощностью двигателя. Привод очень похож по своей природе на автомобильную систему привода. Трансмиссионный и приводной валы контролируют скорость, направление и мощность, передаваемую на колеса. Большая часть этой темы будет посвящена приводам переменного и постоянного тока. Однако мы кратко рассмотрим другие типы приводных систем, существующие в промышленности.

Источник питания

Для эффективной работы привод должен иметь источник питания. Если привод электрический, он должен иметь одно- или трехфазное питание. Затем привод принимает эту мощность и преобразует ее в выходной сигнал, который может использоваться двигателем. Если привод является гидравлическим, источником энергии можно считать резервуар с гидравлической жидкостью, поскольку он снабжает привод той формой энергии, которая ему необходима для выполнения работы.

Контроллер

Контроллер подает опорный сигнал на привод.Обычно контроллеры являются электронными и подают на привод небольшой сигнал напряжения или тока. Чем больше сигнал, тем больше мощности вырабатывает привод и тем быстрее вращается двигатель. Во многих случаях контроллер представляет собой автоматическое устройство, такое как компьютер. Компьютер может принимать сигналы от внешних устройств, таких как переключатели или датчики. Затем контроллер обрабатывает сигналы, выполняет вычисления на основе входных сигналов датчиков и генерирует опорный сигнал. Этот выходной опорный сигнал обычно является сигналом скорости, который сообщает приводу, сколько мощности нужно генерировать.Как мы увидим в следующих разделах, это не всегда так. Контроллер может генерировать выходной сигнал, чтобы сообщить приводу, сколько мощности нужно генерировать для управления крутящим моментом двигателя или положением вала двигателя. Станцию ​​оператора на Рисунке 1-5 также можно рассматривать как контроллер. Вместо того, чтобы быть автоматическим устройством, операторская станция выдает сигнал на основе ручного переключателя или регулятора скорости, установленного человеком-оператором.

Основные принципы работы приводов постоянного тока

Приводы постоянного тока

изменяют скорость двигателей постоянного тока с большей эффективностью и регулированием скорости, чем схемы управления резисторами.Поскольку скорость двигателя постоянного тока прямо пропорциональна напряжению якоря и обратно пропорциональна току возбуждения, для управления скоростью можно использовать либо напряжение якоря, либо ток возбуждения. Чтобы изменить направление вращения двигателя постоянного тока, можно изменить полярность якоря или полярность поля.

Блок-схема системы привода постоянного тока, состоящей из двигателя постоянного тока и электронного контроллера привода. Шунтирующий двигатель состоит из якоря и обмоток возбуждения.Обычная классификация двигателей постоянного тока — по типу обмотки возбуждения. Двигатели постоянного тока с шунтовой обмоткой являются наиболее часто используемым типом для регулирования скорости. В большинстве случаев обмотка шунтирующего возбуждения возбуждается, как показано, постоянным напряжением от контроллера. SCR (кремниевый выпрямитель контроллера), также известный как тиристор, секции преобразования энергии преобразует переменный ток (AC) с фиксированным напряжением источника питания в регулируемый, управляемый выход постоянного тока (DC) с регулируемым напряжением, который подается на якорь двигателя постоянного тока.Регулировка скорости достигается за счет регулирования напряжения якоря, подаваемого на двигатель. Скорость двигателя прямо пропорциональна напряжению, приложенному к якорю.

Основная функция привода постоянного тока — преобразование фиксированного приложенного переменного напряжения в переменное выпрямленное постоянное напряжение.

Переключающие полупроводники с тиристором (SCR) обеспечивают удобный метод решения этой задачи. Они обеспечивают регулируемую выходную мощность за счет регулировки фазового угла. Угол включения или момент времени, когда SCR запускается в проводимость, синхронизируется с чередованием фаз источника питания переменного тока.Количество выпрямленного постоянного напряжения контролируется синхронизацией входного импульсного тока на затвор. Подача тока затвора ближе к началу синусоидального цикла приводит к более высокому среднему напряжению, приложенному к якорю двигателя. Ток затвора, приложенный позже в цикле, приводит к более низкому среднему выходному напряжению постоянного тока. Эффект аналогичен очень высокоскоростному переключателю, который можно включать и выключать в бесконечном количестве точек в течение каждого полупериода. Это происходит со скоростью 60 раз в секунду в линии с частотой 60 Гц, чтобы передать точное количество мощности двигателю.

Что такое привод постоянного тока? Работа и типы приводов постоянного тока

Что такое приводы постоянного тока? Аналоговые и цифровые приводы постоянного тока

Технология приводов постоянного тока эффективна, надежна, экономична, удобна для оператора и относительно проста в применении. Привод постоянного тока имеет множество преимуществ по сравнению с приводами переменного тока, особенно для рекуперативных и высокомощных приложений. Приводы постоянного тока широко используются в промышленных приводах, чтобы обеспечить очень точное управление.

Что такое привод переменного тока? Работа и типы электрических приводов и VFD

Конечно, частотно-регулируемые приводы (VFD) и двигатели переменного тока теперь предлагают альтернативу приводам и двигателям постоянного тока, но есть много других приложений, где приводы постоянного тока широко используются, включая краны и подъемники, элеваторы, шпиндельные приводы, мотальные машины, бумагоделательные машины, дробилки и т. д.за счет преимуществ приводов постоянного тока.

Что такое приводы постоянного тока?

Привод постоянного тока — это, по сути, система управления скоростью двигателя постоянного тока, которая подает напряжение на двигатель для работы с желаемой скоростью. Ранее переменное напряжение постоянного тока для управления скоростью промышленного двигателя постоянного тока генерировалось генератором постоянного тока.

При использовании асинхронного двигателя генератор постоянного тока приводился в действие с фиксированной скоростью, а путем изменения поля генератора создавалось переменное напряжение.Вскоре после этого набор Ward Leonard был заменен ртутным дуговым выпрямителем, а затем и тиристорными преобразователями. В настоящее время семейство тиристорных устройств широко используется для управления скоростью двигателя постоянного тока.

Компоненты привода постоянного тока?

Основные компоненты системы привода постоянного тока показаны на рисунке ниже. Вход привода постоянного тока: Некоторые приводы постоянного тока на основе тиристоров работают от однофазного источника питания и используют четыре тиристора для двухполупериодного выпрямления. Для более мощных двигателей требуется трехфазный источник питания, потому что формы волны намного более плавные.В таких случаях для двухполупериодного выпрямления требуется шесть тиристоров.

Мост выпрямителя: Силовой компонент управляемого привода постоянного тока представляет собой двухполупериодный мостовой выпрямитель, который может работать от трехфазного или однофазного источника питания. Как уже упоминалось выше, количество тиристоров может варьироваться в зависимости от напряжения питания.

Шестиристорный мост (в случае трехфазного преобразователя) выпрямляет поступающий переменный ток на постоянный ток, подаваемый на якорь двигателя. Регулировка угла зажигания этих тиристоров изменяет напряжение, подаваемое на двигатель.

Блок полевого питания: Мощность, подаваемая на обмотку возбуждения, намного ниже, чем мощность якоря, поэтому чаще всего используется однофазное питание. Для питания обмотки возбуждения двигателя используется отдельный тиристорный мост или диодный выпрямитель.

Во многих случаях двухфазное питание поступает от трехфазного входа (который подает питание на якорь), и, следовательно, возбудитель возбуждения включен в блок питания якоря.

Функция блока питания возбуждения заключается в обеспечении постоянного напряжения на обмотке возбуждения для создания постоянного поля или магнитного потока в двигателе.В некоторых случаях этот блок снабжен тиристорами для уменьшения напряжения, приложенного к полю, чтобы управлять скоростью двигателя выше базовой.

В двигателях постоянного тока с постоянными магнитами полевой блок питания не входит в состав привода.

Блок регулирования скорости : Он сравнивает инструкцию оператора (желаемую скорость) с сигналами обратной связи и отправляет соответствующие сигналы в цепь зажигания. В аналоговых приводах этот блок регулятора состоит как из регуляторов напряжения, так и из регуляторов тока.Регулятор напряжения принимает ошибку скорости как вход и выдает выходное напряжение, которое затем подается на регулятор тока.

Регулятор тока затем подает требуемый ток зажигания в цепь зажигания. Если требуется большая скорость, от регулятора напряжения вызывается дополнительный ток, и, следовательно, тиристоры проводят больше времени. Как правило, это регулирование (как напряжения, так и тока) выполняется с помощью контроллеров пропорционально-интегрально-производной.

Регулятор тока возбуждения также предусмотрен там, где требуется скорость выше базовой.

В современных цифровых микропроцессорных приводах регулирование скорости достигается с помощью справочной таблицы для определения тока в цепи зажигания с помощью дополнительных цифровых схем.

Цепь включения : она подает импульсы затвора на тиристоры, чтобы они включались на определенные периоды для создания переменного напряжения якоря. В этой схеме управления затвором также предусмотрена изоляция.

Принцип работы приводов постоянного тока

В двигателях постоянного тока скорость пропорциональна напряжению якоря и обратно пропорциональна току возбуждения.Кроме того, ток якоря пропорционален крутящему моменту двигателя. Следовательно, увеличивая или уменьшая приложенное напряжение, скорость двигателя изменяется. Однако это возможно до номинального напряжения. Если требуется скорость, превышающая базовую скорость, необходимо уменьшить ток возбуждения двигателя. При уменьшении тока возбуждения уменьшается магнитный поток в двигателе. Уменьшение тока возбуждения снижает противоэдс якоря. Чем меньше ЭДС противоякоря, тем больше протекает ток якоря.Кроме того, этот ток якоря увеличивает крутящий момент двигателя и, следовательно, скорость. Это два основных принципа, используемых в приводах постоянного тока для управления скоростью двигателя.

В приводах постоянного тока с управлением якорем приводной блок обеспечивает номинальный ток и крутящий момент при любой скорости от нуля до основания двигателя. Изменяя напряжение якоря, можно получить переменную скорость, как показано на рисунке.

Обычно в этих приводах постоянного тока предусмотрено постоянное питание возбуждения. Поскольку крутящий момент является постоянным (который описывает тип нагрузки) во всем диапазоне скоростей, выходная мощность двигателя пропорциональна скорости (HP = T × N / 525).Характеристики двигателя этого привода показаны ниже. В случае приводов, управляемых якорем и полем, напряжение якоря на двигателе регулируется для работы с постоянным крутящим моментом и переменным крутящим моментом вплоть до базовой скорости двигателя. А для работы на указанной выше базовой скорости привод переключается на управление полем для работы с постоянным пониженным крутящим моментом в л.с. до максимальной скорости, как показано на рисунке ниже. В этом случае уменьшение тока возбуждения увеличивает скорость двигателя до максимальной скорости, как показано на рисунке.

Цифровые и аналоговые приводы постоянного тока

В настоящее время цифровые схемы заменили аналоговые схемы системы электропривода во всех формах промышленного управления. Цифровые контроллеры предлагают большую гибкость для обеспечения точного управления, самонастройки и простоты взаимодействия с хост-компьютерами и другими приводами. Однако базовое понимание аналоговой версии привода постоянного тока делает менее трудным понимание его цифрового эквивалента. Давайте посмотрим на оба этих привода постоянного тока.

Аналоговые приводы постоянного тока

Стандартный аналоговый привод постоянного тока с регулировкой скорости и тока показан на рисунке ниже. Задача этой системы — обеспечить управление скоростью, и, следовательно, задание скорости становится входом в систему, а скорость двигателя — выходом системы, который измеряется тахометром.

Этот привод работает следующим образом; Учтите, что двигатель работает с заданной скоростью. Теперь сигнал задания скорости увеличился до уровня, несколько превышающего фактическую скорость.Таким образом, будет сигнал скорости ошибки на левом суммирующем соединении, как показано на рисунке. Эта ошибка скорости указывает на необходимое ускорение двигателя, что означает крутящий момент и, следовательно, больший ток.

Ошибка усиливается контроллером скорости (который, по сути, является усилителем ошибки скорости), и его выходной сигнал выдается как входной сигнал тока для внутренней системы управления. По мере увеличения задания по току внутренний контроллер тока подает больший ток на двигатель, тем самым обеспечивая дополнительный крутящий момент.Внутренний токовый контур отвечает за поддержание ошибки нулевого тока между фактическим током двигателя и опорным сигналом тока, что означает, что фактический ток двигателя соответствует опорному току. Усиленный сигнал ошибки тока от контроллера тока управляет углом срабатывания моста и, следовательно, выходным напряжением преобразователя. Обратная связь по току достигается либо трансформатором постоянного тока, либо трансформатором переменного тока (с выпрямителем) в основных линиях питания.

Вся эта операция выполняется усилителем ошибки тока с высоким коэффициентом усиления.В большинстве случаев этот усилитель представляет собой схему пропорционально-интегрального управления (ПИ), которая поддерживает точный и требуемый токи одинаковыми в установившихся условиях. Этот регулятор тока также ограничивает ток через двигатель, учитывая минимальный и максимальный токи двигателя.

Внешний контур обеспечивает управление скоростью путем сравнения фактической скорости, полученной тахогенератором постоянного тока, с желаемой или требуемой скоростью из задания скорости. Эти два входа подаются на усилитель ошибки скорости, а затем полученная ошибка усиливается и применяется в качестве входа для регулятора тока.

Усилитель скорости выдает выходной ток, пропорциональный погрешности скорости. Для этого усилителя также используется ПИ-регулирование (с использованием аналоговой электроники) для достижения нулевой ошибки установившегося состояния. Благодаря этому фактическая скорость двигателя поддерживается точно на уровне эталонной скорости для всех нагрузок.

Цифровые приводы постоянного тока

С развитием цифрового управления приводы постоянного тока становятся более гибкими и быстрыми (из-за меньшего времени отклика) по сравнению с аналоговыми приводами.Схема цифрового привода постоянного тока показана на рисунке ниже; Конечно, это похоже на аналоговую схему, но здесь аналоговая схема (аналоговые усилители) заменена цифровой схемой. Сигнал задания скорости, подаваемый на вход привода, сравнивается со скоростью обратной связи в суммирующей цепи. Если на выходе схемы суммирования имеется положительная ошибка, указывающая на то, что требуется увеличение скорости, и если она генерирует отрицательную ошибку, указывающую на необходимость уменьшения скорости (поскольку двигатель работает на более высокой скорости, чем желаемая).

Ошибка скорости передается контроллеру скорости в микропроцессоре, который определяет выходное напряжение для работы двигателя с желаемой скоростью. В то же время контроллер тока в микропроцессоре определяет запускающие сигналы для тиристоров в мостовом преобразователе. Затем тиристоры преобразуют трехфазное питание в питание постоянного тока в зависимости от желаемой скорости.

Этот привод может работать в разомкнутом контуре без какой-либо обратной связи и может достигать регулирования скорости 5-8%. Однако во многих случаях требуется регулирование скорости менее 5%.В таких случаях блок измерения / масштабирования скорости переключается на цепь измерения обратной связи по ЭДС.

Эта цепь обратной связи измеряет напряжение якоря, масштабирует его пропорционально выходному напряжению (функция масштабирования в микропроцессоре) и передает его в схему суммирования. Далее он преобразуется в сигнал ошибки скорости в контроллере скорости.

Если требуется регулирование скорости менее 1%, используется обратная связь от генератора тахометра. Таким образом, цепь измерения / масштабирования скорости переключается на обратную связь с тахометра.Эта обратная связь обеспечивает очень точное управление по сравнению с обратной связью по ЭДС.

Также для управления полем (скорость выше номинальной) этот привод включает в себя отдельный возбудитель поля. Регулятор тока возбуждения в микропроцессоре определяет напряжение на обмотках возбуждения, принимая опорный сигнал магнитного потока / поля от оператора. Этот регулятор обеспечивает запускающие сигналы, необходимые блоку преобразователя поля для создания необходимого постоянного напряжения, пропорционального скорости.

Что внутри Power Conversion делает приводы постоянного тока SCR?

Кремниевые управляемые выпрямители (SCR) — широко используемые тиристоры для больших приводов двигателей постоянного тока в блоках преобразования мощности.SCR проводит при подаче небольшого напряжения на его вывод затвора. Его проводимость продолжается до начала отрицательного цикла, и он автоматически выключается, когда напряжение на тиристоре достигает естественного нуля, до следующего стробируемого сигнала.

Целью использования этих тиристоров в приводах постоянного тока является преобразование постоянного источника переменного тока в переменный источник постоянного тока, который управляет скоростью двигателя. Как обсуждалось ранее, некоторые тиристоры постоянного тока питаются от однофазного источника переменного тока и используют четыре тиристора в форме моста для выпрямления постоянного тока.В случае приводов постоянного тока большой мощности для выпрямления постоянного тока используется трехфазный источник питания с шестью тиристорами.

В случае четырехквадрантной работы (движение вперед, торможение вперед, движение назад и торможение назад) привода постоянного тока используется мостовой выпрямитель, состоящий из 12 тиристоров с трехфазным входящим питанием. Во время каждой операции в квадранте тиристоры срабатывают под определенным фазовым углом, чтобы обеспечить двигатель необходимым постоянным напряжением.

Подключение тиристоров (для четырехквадрантного режима привода) от входящего трехфазного источника переменного тока к выходу постоянного тока показано на рисунке ниже.В этом случае мост SCR с двигателем и мост SCR с регенерацией обеспечивают работу в четырех квадрантах управления путем приема соответствующих сигналов затвора от (аналогового или цифрового) контроллера.

Если тиристоры были стробированы с фазовым углом в ноль градусов, то привод функционировал как выпрямитель, который подает на двигатель полный выпрямленный номинальный постоянный ток, и, изменяя угол включения тиристоров, применяется переменный источник постоянного тока. Форма кривой выходного напряжения постоянного тока по отношению к форме кривой переменного тока для вышеуказанной схемы показана ниже.Это среднее выходное напряжение постоянного тока получается для фазовых углов зажигания 40 ⁰ , 32 ⁰ и 24 ⁰ . Таким образом, средняя мощность регулируется путем изменения фазовых углов включения тринистора.

Поскольку для обмотки возбуждения также требуется стабилизированный источник постоянного тока, в мостовом преобразователе возбуждения используются только четыре тиристора. Это связано с тем, что поле никогда не требует отрицательного тока и, следовательно, не требуется другой набор тиристоров, которые использовались в якоре для реверсирования двигателя.

В современных приводах постоянного тока тиристоры полностью заменены на полевые МОП-транзисторы и IGBT-транзисторы, чтобы обеспечить высокую скорость переключения, чтобы исключить искажение входящей мощности переменного тока и токов во время переключения. Следовательно, привод становится более эффективным и точным.

Как описано в , статья , приводы переменного тока, приводы постоянного тока также доступны в виде модульных блоков, которые включают аналоговые и цифровые входы / выходы, многофункциональные клавиатуры, удаленные панели оператора в дополнение к возможностям программирования и настройки программного обеспечения от различных производителей, таких как как ABB, Siemens, Rockwell automation, Emerson и т. д.Они могут быть подключены к другим приводам или хосту компьютера через коммуникационные кабели. Программирование макросов этих приводов позволяет реализовать любую структуру управления в приложении. Они также могут принимать сигналы дистанционного управления от удаленных программируемых логических контроллеров через системы связи по полевой шине.

Принципы работы — преобразователи частоты переменного тока

a. Асинхронные двигатели переменного тока

Асинхронный двигатель переменного тока состоит из ротора, обмотки которого пересекают вращающееся магнитное поле, создаваемое обмотками статора.

При полной скорости нагрузки ротор вращается немного медленнее, чем синхронная скорость двигателя. Это связано с тем, что магнитное поле заставляет токи течь в обмотках ротора и создает крутящий момент, который вращает ротор; поэтому, если ротор вращается с той же скоростью, что и магнитное поле, не будет относительного движения между ротором и магнитным полем, и крутящий момент не будет создаваться.

Скорость, с которой ротор отстает от вращающегося магнитного поля, называется скольжением двигателя.Чем выше скольжение, тем больший крутящий момент вырабатывает двигатель.

Скорость вращения магнитного поля зависит от количества полюсов или катушек, распределенных вокруг статора, и частоты тока питания. Это называется синхронной скоростью.

Синхронная скорость = 120 x частота
Количество полюсов

Типичные скорости асинхронного двигателя переменного тока составляют 3600, 1800, 1200 и 900 об / мин.

На следующей диаграмме показано соотношение крутящего момента и скорости типичного асинхронного двигателя.

Рисунок 4: Кривая крутящего момента-скорости асинхронного двигателя.

Текстовая версия: Рисунок 4

Рисунок 4

График с начальным крутящим моментом по вертикальной оси от 0 до 200 и% скоростью по горизонтальной оси от 0 до 100.

Линия на графике начинается при 160 пусковом моменте и 0% скорости и изгибается вниз до 125 пускового момента при 25% скорости, где она начинает изгибаться обратно вверх, пока не достигнет пика 200 пускового момента при скорости 75%.Построенная линия затем падает до 0 пускового момента при 100% скорости. Начальная нисходящая кривая обозначена как «Момент отрыва», а спад после пика обозначен как «Момент пробоя».

г. Асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором

Большинство асинхронных двигателей переменного тока — это двигатели с короткозамкнутым ротором.

Обмотки ротора в двигателе с короткозамкнутым ротором представляют собой стержни из алюминия или медного сплава, которые расположены вдоль вала и закорочены концевыми кольцами, как показано на следующей схеме.

Рисунок 5: Схема ротора с короткозамкнутым ротором

Форма стержней и прочность сплава, используемого в их конструкции, влияют на характеристики крутящего момента двигателя.

г. Частотно-регулируемые приводы с широтно-импульсной модуляцией

При работе от источника питания постоянной частоты (обычно 60 Гц) асинхронные двигатели переменного тока являются устройствами с фиксированной скоростью.

Частотно-регулируемый привод управляет скоростью двигателя переменного тока, изменяя частоту, подаваемую на двигатель.

Привод также регулирует выходное напряжение пропорционально выходной частоте, чтобы обеспечить относительно постоянное отношение напряжения к частоте (В / Гц), как того требуют характеристики двигателя переменного тока для создания соответствующего крутящего момента.

Первым шагом в этом процессе является преобразование напряжения питания переменного тока в постоянное с помощью выпрямителя. Источник постоянного тока содержит пульсации напряжения, которые сглаживаются конденсаторами фильтра. Эту часть частотно-регулируемого привода часто называют звеном постоянного тока.

Это постоянное напряжение затем преобразуется обратно в переменное. Это преобразование обычно достигается за счет использования силовых электронных устройств, таких как силовые транзисторы IGBT, с использованием метода, называемого широтно-импульсной модуляцией (PWM). Выходное напряжение включается и выключается с высокой частотой, с длительностью включения или шириной импульса, контролируемой для приближения синусоидальной формы волны.

В более старых технологиях приводов, таких как инверторы источников тока и контроллеры переменного напряжения, в качестве устройств управления использовались тиристоры или тиристоры.Эти технологии теперь заменены ЧРП с ШИМ.

Весь процесс контролируется микропроцессором, который контролирует:

• источник входящего напряжения,
• уставка скорости,
• Напряжение промежуточного контура,
• выходное напряжение и ток для обеспечения работы двигателя в установленных параметрах.

Принципиальная схема частотно-регулируемого привода с широтно-импульсной модуляцией

График сравнения напряжения и тока для частотно-регулируемого привода с широтно-импульсной модуляцией

Рисунок 6: Блок-схема типичного ЧРП с ШИМ

В простейших приводах или приложениях задание скорости — это просто уставка; однако в более сложных приложениях задание скорости поступает от контроллера процесса, такого как программируемый логический контроллер (ПЛК) или тахометр.

Предыдущая | Содержание | Следующие

Основы работы с приводами переменного тока

(преимущества, принципы и теория) Использование приводов переменного тока

в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха резко возросло. Приводы переменного тока в настоящее время обычно применяются в кондиционерах, насосах, чиллерах и градирных вентиляторах. Лучшее понимание приводов переменного тока приведет к улучшенному применению и выбору как оборудования, так и систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Эта статья предназначена для обеспечения базового понимания принципа и теории работы привода переменного тока, а также преимуществ привода переменного тока.

Работа привода переменного тока
Понимание основных принципов и теории, лежащих в основе работы привода переменного тока, требует понимания трех основных частей привода переменного тока: выпрямителя, шины постоянного тока и инвертора.

Напряжение на источнике переменного тока повышается и падает по форме синусоиды (см. Рисунок 1). Когда напряжение положительное, ток течет в одном направлении; когда напряжение отрицательное, ток течет в обратном направлении. Этот тип энергосистемы позволяет эффективно передавать большие объемы энергии на большие расстояния.

Выпрямитель в приводе переменного тока используется для преобразования входящей мощности переменного тока в мощность постоянного тока (dc). Один выпрямитель пропускает энергию только при положительном напряжении. Второй выпрямитель пропускает энергию только при отрицательном напряжении. Для каждой фазы питания требуется два выпрямителя. Поскольку большинство крупных источников питания являются трехфазными, будет использоваться минимум 6 выпрямителей (см. Рисунок 2). Соответственно, термин «6-импульсный» используется для описания частотно-регулируемого привода с 6 выпрямителями.Привод переменного тока может иметь несколько секций выпрямителя, с 6 выпрямителями на секцию, что позволяет приводу переменного тока быть «12-импульсным», «18-импульсным» или «24-импульсным». Преимущества «многоимпульсных» приводов переменного тока будут описаны позже в разделе о гармониках.

Рис. 2. Основы привода переменного тока: Существующая технология

Выпрямители могут использовать диоды, кремниевые выпрямители (SCR) или транзисторы для выпрямления мощности. Диоды — это простейшее устройство, позволяющее течь в любое время, когда напряжение имеет правильную полярность.Выпрямители с кремниевым управлением включают в себя схему затвора, которая позволяет микропроцессору контролировать, когда может начаться подача энергии, что делает этот тип выпрямителя полезным и для твердотельных пускателей. Транзисторы включают схему затвора, которая позволяет микропроцессору открываться или закрываться в любое время, что делает транзистор наиболее полезным устройством из трех. Привод переменного тока, использующий транзисторы в выпрямительной секции, называется «активным входным каскадом».

После того, как мощность проходит через выпрямители, она сохраняется на шине постоянного тока .Шина постоянного тока содержит конденсаторы для приема энергии от выпрямителя, ее хранения и последующей передачи этой мощности через секцию инвертора. Шина постоянного тока может также содержать катушки индуктивности, звенья постоянного тока, дроссели или аналогичные элементы, которые добавляют индуктивность, тем самым сглаживая поступающий на шину постоянного тока источник питания. Последняя часть привода переменного тока называется инвертором . Инвертор содержит транзисторы, которые подают питание на двигатель. «Биполярный транзистор с изолированным затвором» (IGBT) часто используется в современных приводах переменного тока.IGBT может включаться и выключаться несколько тысяч раз в секунду и точно контролировать мощность, подаваемую на двигатель. БТИЗ использует метод, называемый «широтно-импульсная модуляция» (ШИМ), для имитации синусоидальной волны тока с желаемой частотой для двигателя.

Скорость двигателя (об / мин) зависит от частоты. Изменение выходной частоты привода переменного тока контролирует скорость двигателя:

Скорость (об / мин) = частота (герцы) x 120 / нет. полюсов

Пример:

2-полюсный двигатель на разных частотах
3600 об / мин = 60 герц x 120/2 = 3600 об / мин
3000 об / мин = 50 герц x 120/2 = 3000 об / мин
2400 об / мин = 40 герц x 120/2 = 2400 об / мин

Преимущества привода переменного тока

Поскольку использование приводов переменного тока в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха увеличилось, вентиляторы, насосы, кондиционеры и охладители могут получить выгоду от регулирования скорости.Приводы переменного тока обладают следующими основными преимуществами:

• экономия энергии
• низкий пусковой ток двигателя
• снижение термических и механических нагрузок на двигатели и ремни при пусках
• простая установка
• высокий коэффициент мощности
• нижняя кВА

Понимание основы этих преимуществ позволит инженерам и операторам уверенно применять приводы переменного тока и добиться максимальной эксплуатационной экономии.

Контроль мощности привода переменного тока экономит энергию
Теоретически для большинства приложений не требуется постоянный поток жидкости. Оборудование рассчитано на пиковую нагрузку, которая может составлять только 1% часов работы. На оставшиеся часы работы требуется лишь небольшая часть потока. Традиционно для уменьшения расхода использовались устройства, дросселирующие выходную мощность. Однако по сравнению с регулированием скорости эти методы значительно менее эффективны.

Механический регулятор производительности
Дроссельные клапаны, лопатки или демпферы могут использоваться для регулирования производительности насоса или вентилятора с постоянной скоростью.Эти устройства увеличивают напор, тем самым заставляя вентилятор или насос двигаться по кривой до точки, где он производит меньший поток (Рисунок 3). Потребляемая мощность — это произведение напора и расхода. Дросселирование выхода увеличивает напор, но снижает расход и обеспечивает некоторую экономию энергии.

Рис. 3. Механическое регулирование производительности

Регулирование производительности с переменной скоростью
Для центробежных насосов, вентиляторов и компрессоров законы идеального вентилятора (сродства) описывают, как скорость влияет на расход, напор и потребляемую мощность (Таблица A).

Таблица A. Влияние изменений скорости вращения вентилятора

Поток изменяется линейно со скоростью	Расход 2 = Расход 1 x (об / мин 2 / об / мин 1 )
Напор изменяется пропорционально квадрату скорости	Подъемник 2 = Подъемник 1 x (об / мин 2 / об / мин 1 ) 2
Мощность зависит от скорости в кубе	Мощность 2 = Мощность 1 x (об / мин 2 / об / мин 1 ) 3

Предполагается, что жидкость представляет собой пресную воду (удельный вес = 1).

При использовании скорости для уменьшения производительности и напор, и поток снижаются, что обеспечивает максимальную экономию энергии. Базовое сравнение механического управления и управления скоростью для снижения производительности (рис. 4) показывает, что регулировка скорости является наиболее эффективным средством управления производительностью.

Рис. 4. Сравнение механического регулирования мощности и регулирования скорости вращения

Запуск двигателя с малым пусковым током
Производители двигателей сталкиваются с трудным выбором дизайна. Конструкции, оптимизированные для низкого пускового тока, часто приносят в жертву эффективность, коэффициент мощности, размер и стоимость.Принимая во внимание эти соображения, асинхронные двигатели переменного тока обычно потребляют в 6-8 раз больше тока полной нагрузки, когда они запускаются через линию. Когда на трансформаторы подается большой ток, может произойти падение напряжения, которое отрицательно повлияет на другое оборудование в той же электрической системе. Некоторые приложения, чувствительные к напряжению, могут даже отключиться от сети. По этой причине многие инженеры определяют средства уменьшения пускового тока больших асинхронных двигателей переменного тока.

Устройства плавного пуска
Пускатели звезда-треугольник, частичная обмотка, автотрансформатор и твердотельные пускатели часто используются для уменьшения броска тока при пуске двигателя.Все эти пускатели подают питание на двигатель с постоянной частотой и, следовательно, должны ограничивать ток, контролируя напряжение, подаваемое на двигатель. В пускателях типа звезда-треугольник, частичной обмотки и автотрансформаторных пускателей используются специальные электрические соединения для снижения напряжения. В твердотельных пускателях для снижения напряжения используются тиристоры. Возможное снижение напряжения ограничено, потому что двигателю необходимо напряжение, достаточное для создания крутящего момента для ускорения. При максимально допустимом снижении напряжения двигатель по-прежнему будет потреблять в два-четыре раза больше тока полной нагрузки (FLA) во время запуска.Кроме того, быстрое ускорение, связанное со стартерами звезда-треугольник, может привести к износу ремней и других компонентов трансмиссии.

Приводы переменного тока как пускатели
Привод переменного тока является идеальным устройством плавного пуска, поскольку он обеспечивает самый низкий пусковой бросок среди всех типов пускателей, как показано в таблице B. В отличие от всех других типов пускателей, привод переменного тока может использовать частоту для ограничения мощности и тока, подаваемых на двигатель. Привод переменного тока запускает двигатель, подавая мощность с низкой частотой. На этой низкой частоте двигателю не требуется большой ток.Привод переменного тока постепенно увеличивает частоту и скорость двигателя, пока не будет достигнута желаемая скорость. Уровень тока двигателя никогда не превышает номинальный ток двигателя при полной нагрузке в любой момент во время его запуска или работы. Помимо преимущества низкого пускового тока, конструкция двигателей теперь может быть оптимизирована для достижения высокого КПД.

Таблица B. Сравнение типов стартеров с учетом пускового тока

Тип стартера	Пусковой ток (% от FLA)
Привод переменного тока	100%
Стартер звезда-треугольник	200–275%
Твердотельное устройство плавного пуска	200%
Автотрансформатор стартер	400-500%
Деталь обмотки стартера	400-500%
Через линию Стартер	600-800%

Простая установка
Многие единицы оборудования поставляются с завода-изготовителя с установленными на блоке приводами переменного тока, которые поставляются предварительно запрограммированными и подключенными на заводе.Провода двигателя, питание вспомогательного оборудования и линии связи подключены на заводе. Линии охлаждения привода переменного тока на установленных на агрегате приводах переменного тока чиллера также устанавливаются на заводе. Подрядчику по установке необходимо только подключить сетевое питание к приводу переменного тока.

Высокий коэффициент мощности
Мощность, преобразованная в движение, тепло, звук и т. Д., Называется реальной мощностью и измеряется в киловаттах (кВт). Мощность, которая заряжает конденсаторы или создает магнитные поля, называется реактивной мощностью и измеряется в киловольт-амперах реактивной мощности (кВАр).Векторная сумма кВт и кВАр представляет собой полную мощность (энергию) и измеряется в киловольт-амперах (кВА) (рисунок 5). Коэффициент мощности — это соотношение кВт / кВА.

Рис. 5. Измерение мощности

Двигатели потребляют реактивный ток для поддержки своих магнитных полей, чтобы вызвать вращение. Чрезмерный реактивный ток нежелателен, поскольку он создает дополнительные потери сопротивления и может потребовать использования трансформаторов и проводов большего размера. Кроме того, коммунальные предприятия часто штрафуют владельцев за низкий коэффициент мощности.Уменьшение реактивного тока увеличит коэффициент мощности.

Типичные двигатели переменного тока могут иметь коэффициент мощности при полной нагрузке от 0,84 до 0,88. По мере уменьшения нагрузки двигателя коэффициент мощности становится ниже. Коммунальные предприятия могут потребовать значения коэффициента мощности в диапазоне от 0,85 до 0,95 и наложить штрафы за выполнение этого требования. Конденсаторы коррекции коэффициента мощности могут быть добавлены для уменьшения реактивного тока, измеряемого перед конденсаторами, и увеличения измеренного коэффициента мощности. Чтобы предотвратить повреждение двигателя, конденсаторы коррекции коэффициента мощности не должны превышать рекомендаций производителя двигателя.В большинстве случаев это приводит к максимальным скорректированным значениям от 0,90 до 0,95.

Приводы переменного тока включают в себя конденсаторы в шине постоянного тока, которые выполняют ту же функцию и поддерживают высокий коэффициент мощности на линии привода переменного тока. Это избавляет от необходимости добавлять к двигателю оборудование для коррекции коэффициента мощности или использовать дорогие конденсаторные батареи. Кроме того, приводы переменного тока часто приводят к более высоким значениям коэффициента мощности на стороне сети, чем двигатели с постоянной скоростью, оснащенные корректирующими конденсаторами.

Низкая полная нагрузка, кВА
Общая мощность (кВА) часто является ограничивающим фактором количества энергии, которое может быть передано через электрическое устройство или систему.Если кВА, требуемая для оборудования, может быть уменьшена в периоды пикового спроса, это поможет уменьшить провалы напряжения, потери напряжения и перебои в подаче электроэнергии. При расчете кВА в равной степени учитываются КПД и коэффициент мощности агрегата. Следовательно, оборудование, которое может быть равно или хуже по эффективности, но с более высоким коэффициентом мощности, имеет значительно меньшую кВА (Таблица C).

Таблица C. Коэффициенты мощности и потребление энергии

Потребляемая мощность кВт	Коэффициент мощности	Ампер	Вольт	КВА
350.4	0,84	502	Номинал 480	417
350,4	0,99	426	Номинал 480	354

ПРИМЕЧАНИЕ. КВА = Вольт x Ампер x 1,732

В этом примере оборудование с более высоким коэффициентом мощности потребляет на 15% меньше кВА при выполнении той же работы.Это может снизить стоимость электрической системы в новых проектах и ​​высвободить мощность в кВА существующих систем.

Резервные генераторы обычно имеют размер, максимально соответствующий нагрузке. Снижение кВА может уменьшить размер необходимого генератора. Когда используются приводы переменного тока с активными входами, размер генератора может приближаться к идеальному соотношению 1: 1 кВт / кВА, поскольку коэффициент мощности близок к единице (1,0), а гармоники, создаваемые приводом переменного тока, чрезвычайно низки.

Более низкая кВА также приносит пользу коммунальным предприятиям.Когда коэффициент мощности выше, больше мощности (кВт) может передаваться через то же передающее оборудование.

Заключение
Преимущества использования приводов переменного тока:

• Приводы переменного тока обеспечивают наиболее энергоэффективные средства управления производительностью.
• Приводы переменного тока имеют самый низкий пусковой ток среди всех типов пускателей.
• Приводы переменного тока снижают тепловые и механические нагрузки на двигатели и ремни.
• Установка привода переменного тока так же проста, как подключение источника питания к приводу переменного тока.
• Приводы переменного тока с технологией AFE могут соответствовать даже самым строгим стандартам по гармоникам и уменьшать размер резервного генератора.
• Приводы переменного тока обеспечивают высокий коэффициент мощности, устраняя необходимость во внешних конденсаторах коррекции коэффициента мощности.
• Приводы переменного тока обеспечивают более низкую кВА, помогая уменьшить провалы напряжения и перебои в подаче электроэнергии.

Принципы работы жестких дисков

Лучший способ понять, как работает жесткий диск, — это заглянуть внутрь него, но открытие жесткого диска, скорее всего, приведет к его разрушению.

Жесткие диски имеют следующую структуру: электронная логическая плата управления; определенное количество вертушек, разделенных на ряд дорожек и секторов; с обеих сторон поворотных столов магнитные головки чтения / записи, соединенные металлическим рычагом; электромеханическая система блокировки головок передней зоны при остановке диска; и шаговый электродвигатель.

Помимо компьютеров, большинство видеомагнитофонов, видеокамер и цифровых видеодисков используют жесткие диски в качестве фона для хранения данных. Все они делают одно и то же: постоянно хранят информацию, которая останется неповрежденной, если устройство не будет электрически заряжено.

Наиболее важными критериями, определяющими производительность жесткого диска, являются:

Скорость передачи — это количество бит в секунду, которое жесткий диск может передавать. Чаще всего скорость передачи составляет от 5 до 40 мегабайт в секунду.

Необходимое время для доступа — это время, необходимое жесткому диску для размещения считывающей головки на поворотном столе, где находится информация. Среднее время доступа составляет от 10 до 20 миллисекунд.

Емкость — это количество байтов, которое может хранить жесткий диск. В настоящее время жесткие диски компьютеров имеют емкость около 500 ГБ, но другим видеоустройствам может потребоваться больше.

Независимо от категории жесткого диска, есть некоторые другие важные аспекты, которые нельзя игнорировать.Уровень производимого шума, потребляемая энергия, количество разрешенных операций ввода / вывода и физический размер.

С техническими устройствами, содержащими жесткие диски, следует обращаться осторожно, потому что неадекватное физическое маневрирование может повредить любой жесткий диск, создавая области, где информация не может быть прочитана или записана.

Часто вам потребуется замена жесткого диска для вашего ПК, ноутбука или Apple Mac. Не волнуйтесь, современные технологии позволяют делать это по очень доступным ценам.

Руководство по технологиям твердотельных жестких дисков (SSD)

Твердотельные диски — это устройства хранения данных, которые используют твердотельную память для хранения данных. Хотя технически это не диск, твердотельный накопитель часто называют твердотельным диском или твердотельным диском, поскольку в некотором смысле он заменяет традиционный жесткий диск.

Жесткие диски были верным слугой компьютеров на протяжении многих лет. Но с головками, пластинами, магнитными поверхностями, шпинделями и множеством других сложных движущихся частей они, безусловно, подвержены ошибкам.Они также могут быть медленными: диски должны начать вращаться, если они еще этого не сделали, а затем они должны установить головку в правильное положение на диске для чтения или записи данных. Добавьте это к физическим проблемам, возникающим, когда в механизм попадает пыль или другой посторонний предмет, или когда привод трясет от удара, и мы получаем явно несовершенную систему. Твердотельные накопители решают многие из этих временных и структурных проблем, присущих жесткому диску.

Принцип, лежащий в основе твердотельных накопителей, заключается в том, что в них не должно быть движущихся частей: ни вращающихся пластин, ни движущихся головок. Данные разбиваются на части длиной в слово и сохраняются в памяти. Затем доступ к нему осуществляется практически мгновенно с использованием уникальных общесистемных адресов. Такое поведение использовалось в ОЗУ компьютера в течение многих лет, но долгое время производителям было слишком дорого рассматривать возможность использования его в качестве постоянного хранилища в достаточных объемах для замены жесткого диска.

Твердотельные диски используют флэш-память NAND или SDRAM (энергонезависимая и энергозависимая память соответственно). Флэш-память NAND называется так из-за технологии NAND-gate, которую она использует, и широко используется в USB-накопителях и многих типах карт памяти. Флэш-накопители NAND являются постоянными и поэтому могут эффективно имитировать жесткий диск. Синхронная динамическая память с произвольным доступом (SDRAM) энергозависима и требует отдельного источника питания, если она должна работать независимо от компьютера.

Твердотельные накопители могут быть предпочтительнее традиционных дисков по ряду причин. Первое преимущество заключается, как вкратце упомянуто выше, в скорости работы. Поскольку жесткие диски должны вращаться, чтобы головка могла прочитать секторы пластины, иногда нам приходится ждать, пока не начнется раскрутка. Когда диск вращается, головка должна искать правильное место на диске, и оттуда диск должен вращаться ровно настолько, чтобы считывались правильные данные.Если данные распределены по разным частям диска (фрагментированы), то эта операция повторяется до тех пор, пока все данные не будут прочитаны или записаны. Хотя каждая отдельная операция занимает лишь доли секунды, их сумма не может. Часто узким местом в системе является чтение и запись с жесткого диска.

Поскольку к информации на твердотельных накопителях можно получить доступ немедленно (технически со скоростью света), при передаче данных не возникает задержек.Поскольку нет взаимосвязи между пространственной локальностью и скоростью поиска, не происходит ухудшения производительности при фрагментировании данных.

Последствия увеличения скорости записи для фрагментированных данных включают значительно меньшее время запуска приложений: SanDisk, например, утверждает, что время запуска Windows Vista для портативного компьютера с его SSD SATA 5000 2.5 составляет около 30 секунд.

Твердотельные накопители также обладают большей стабильностью по сравнению со своими дисковыми аналогами.Поскольку нет движущихся частей, меньше механических неисправностей. Пыль, попадающая в устройство, перестает быть проблемой (и в любом случае твердотельные накопители могут быть герметично закрыты, в отличие от дисководов, которым для правильной работы требуется определенная воздушная подушка), и падение диска с меньшей вероятностью приведет к повреждению данных. Голов нет, поэтому аварии голов ушли в прошлое.

Конечно, за скорость и стабильность приходится платить, и в ранних моделях цены даже на самые скромные твердотельные накопители значительно превосходили цены на самые большие жесткие диски.

.