Ham Radio Site by RADIOKARAGANDA

Радиолюбительская технология. Ремонт. Компьютеры.

Главная Обо мне Гостевая книга Обратная связь Новости Ссылки Космонавтика Софт Антенны Конструкции Схемы Модернизация Радиолюбительская технология Справочники QSL-bureau

Страница обновлена
Главная / Радиолюбительская технология / ..

Ремонт вентиляторов охлаждения в компьютерах.

    На роторе бесколлекторного ДВ имеются постоянные магниты, а на находящемся внутри него статоре — обмотки. Необходимым для поддержания вращения переключением тока в обмотках управляет встроенный электронный узел, определяющий текущее положение ротора с помощью датчика Холла [1]. Принцип его действия заключается в следующем. Если полупроводниковую пластину, по которой течет ток, поместить в магнитное поле, направленное перпендикулярно току, в полупроводнике возникнет поперечное электрическое поле, перпендикулярное и току, и магнитному полю.
    Это явление получило название эффекта Холла и объясняется боковым отклонением движущихся в магнитном поле носителей заряда — электронов и дырок.
    Датчики магнитного поля, основанные на этом эффекте, внешне напоминают транзисторы и имеют три вывода: напряжение питания, выход и общий провод. Прибор может быть аналоговым (выходное напряжение пропорционально напряженности поля) или дискретным (выходное напряжение изменяется скачком при превышении напряженностью определенного порогового значения). Направление максимальной чувствительности к магнитному полю, как правило, перпендикулярно к наибольшей из граней корпуса, а на параллельные ей составляющие поля датчик не реагирует.
    На рис. 1 показана схема ДВ SU8025-M. На статоре двигателя М1 расположены четыре идентичные катушки, каждая содержит 190 витков эмалированного провода диаметром 0,128 мм (отечественный аналог ПЭТВ-2), намотанных в два провода. В зависимости от взаимного углового положения датчика Холла ВН1 и ротора двигателя сигнал на выводе 3 датчика имеет низкий или высокий уровень. Если уровень — высокий, транзистор VT1 открыт, VT2 закрыт и через обмотки группы ("фазы") А протекает ток. В результате ротор поворачивается, а с ним и вектор индукции создаваемого его постоянными магнитами поля.
    Уровень сигнала на выводе 3 датчика ВН1 сменяется низким, что приводит к закрыванию транзистора VT1, открыванию VT2, отключению от источника питания обмоток фазы А и подключению к нему обмоток фазы Б. Вращение ротора продолжается. Далее ток переключается в обмотки фазы А и процесс повторяется.

    В моменты переключения тока на обмотках двигателя возникают выбросы напряжения самоиндукции. Для уменьшения их амплитуды параллельно участкам коллектор—эмиттер транзисторов VT1 и VT2 включены конденсаторы С1 и С2. Диод VD1 защищает устройство от подачи напряжения питания в неправильной полярности.
    Схемы других ДВ мало отличаются от рассмотренной. Например, на рис. 2 приведена схема миниатюрного ДВ MD1208PTS1, в котором датчик Холла ВН1 управляет коммутирующими транзисторами VT2 и VT3 через фазоинвертор на транзисторе VT1.
    Рассмотрим возможные причины выхода ДВ из строя. Под воздействием эксплуатационных факторов в материалах, из которых изготовлены его детали, протекают различные физикохимические процессы, влияющие на их свойства. Например, при высыхании смазки необратимые изменения происходят на поверхностях оси ротора и ее втулки, что приводит либо к увеличению эксцентриситета и повышению вибрации, либо к заклиниванию ротора.
    На надежность радиоэлементов узла управления ДВ существенно влияет цикличность работы и переходные процессы, возникающие при включении и выключении [2, З]. Опасные для транзисторов выбросы напряжения во время переходных процессов приводят к отказам двух основных видов: замыканию в результате пробоя переходов и обрыву при перегорании соединительных проводов. Еще один вредный фактор — пыль, засоряющая подшипники и снижающая сопротивление изоляции между элементами на печатной плате (особенно, если монтаж поверхностный).
    Практика показывает, что из всех перечисленных причин выхода из строя ДВ основная — пробой транзисторов в узле управления. Чтобы получить к нему доступ, необходимо отклеить заводскую этикетку на тыльной стороне ДВ, затем удалить пластмассовую стопорную шайбу и вынуть ротор вместе с осью. При разборке миниатюрного кулера, отклеив этикетку, выдавливают отверткой весь узел подшипника. Снять стопорную шайбу в этом случае весьма затруднительно, так как она утоплена в упомянутый узел на 4...7 мм.

    Обмотки статора двигателя имеют малое активное сопротивление, поэтому выход из строя коммутирующего транзистора, как и остановка ротора в результате попадания в крыльчатку постороннего предмета или заклинивания подшипника, приводят к значительному возрастанию тока в обмотке и ее перегоранию. Полезно для ограничения тока в аварийном режиме включить последовательно в цепь питания ДВ токо-
ограничительный резистор сопротивлением 10 Ом.
    Перегоревшие обмотки перематывают проводом ПЭВ-2, ПЭТВ-2, ПЭЛБО, ПЭЛШО или ПЭЛКЛ соответствующего диаметра. Провод ПЭЛ с очень ненадежной лаковой изоляцией применять не рекомендуется. Следует точно соблюдать число витков, иначе обмотки будут перегреваться. Сильный постоянный перегрев может привести к необратимым изменениям микроструктуры материала и, следовательно, магнитных свойств магнитопровода двигателя.
    Вышедшие из строя транзисторы целесообразно заменять не однотипными, а имеющими некоторый запас по предельным напряжению и току. Естественно, они должны подходить по размерам. Для защиты транзисторов от перегрузок можно включить токоограничительные резисторы последовательно с обмотками. Недопустимо увеличивать номинал резистора в цепи базы, так как это приводит к снижению пробивного напряжения транзистора.
    Подбирая замену неисправному датчику Холла, обращайте внимание, прежде всего, на напряжение питания (оно не должно быть меньше 12 В), чувствительность, габариты и конструкцию корпуса. Подходящие датчики имеются, например, в каталогах фирмы Honeywell.
    Если установленные в ДВ конденсаторы рассчитаны на напряжение менее 50 В, рекомендуется заменить их более высоковольтными. Ремонт миниатюрных ДВ может быть затруднен чрезвычайно малыми размерами платы с поверхностным монтажом. В качестве замены конденсаторов, установленных на подобных платах, подойдут алюминиевые оксидные для поверхностного монтажа производства фирмы Panasonic. Диаметр этих конденсаторов емкостью 2,2 мкф на напряжение 50 В — 4 мм, высота — 5,4 мм.
    Обращайте особое внимание на качество паек, так как уровень вибрации внутри двигателя весьма высок. Следует пользоваться бескислотными флюсами — канифолью и составами на ее основе (ФКСп, ФКФ) с добавлением неактивных веществ (спирта, глицерина). Активные флюсы ФЦА на основе соляной кислоты, хлористых и фтористых соединений интенсивно растворяют оксидную пленку на поверхности металла, благодаря чему достигается высокая механическая прочность спая. Однако в дальнейшем остаток флюса вызывает интенсивную коррозию припоя и основного металла. Поэтому применять подобные флюсы нельзя. Допускается использовать антикоррозионные флюсы (например, ВТС) на основе фосфорной кислоты с добавками различных органических соединений и растворителей, а также флюсы на основе органических кислот. Остатки этих флюсов коррозии не вызывают. После окончания ремонта имеет смысл покрыть плату и детали на ней лаком, который защитит не только от пыли, но и от влаги.
    Важное значение имеет правильная смазка ДВ. Во время ремонта или профилактических работ старую смазку нередко случайно или преднамеренно удаляют, забывая вновь смазать двигатель при его сборке. Иногда смазка высыхает, что приводит к заклиниванию или поломке ДВ. Отсутствие смазки в подшипнике скольжения можно определить по характерному гулу, появляющемуся в начале работы и исчезающему через несколько минут. В случае подобного гула ДВ необходимо разобрать и смазать.
    Для подшипников скольжения применяют следующие смазки: ЦИАТИМ-201 (ГОСТ 6287—74), ЦИАТИМ-221 (ГОСТ 9433—80), ОКБ-122-7 (ГОСТ 18179—72). Из них наименьшее трение обеспечивает ОКБ-122-7. Что касается ЦИАТИМ-201, то она годится для двигателей с частотой вращения до 3000 об/мин.
    Следует избегать чрезмерной смазки. Ее избыток ведет к значительному увеличению момента трогания, особенно при низких температурах. Смазочным материалом заполняют приблизительно треть свободного объема подшипника. Категорически не рекомендуется использовать жидкие машинные масла из-за низкого демпфирования колебаний, особенно звукового диапазона частот.
    Ось ротора ДВ выполнена из весьма твердого материала и, как следствие, имеет низкую пластичность и высокую хрупкость. Это следует учитывать при ремонте, избегая приложения к ней больших боковых усилий и ударов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Казаков Л. А. Электромагнитные устройства РЭА. — М.: Радио и связь, 1991

2. Никулин С. М. Надежность элементов радиоэлектронной аппаратуры. — М.: Энергия, 1979.

3. Фрумкин Г. Д. Расчет и конструирование радиоэлектронной аппаратуры. — М.: Высшая школа, 1985.

"Радио" №12, 2001г.

На главную     Наверх