Управление двигателем вращения сканирующего зеркала.

Управление двигателем вращения сканирующего зеркала.

Общий принцип построения и работы блока лазер-сканер демонстрируется на рис. 1. Для вращения сканирующего зеркала применяется трехфазный бесколлекторный двигатель, управляемый микросхемой драйвера двигателя. Этот тип двигателя характеризуется следующими преимуществами:

• малая неравномерность мгновенной скорости вращения;

• низкий уровень акустических шумов;

• небольшие габариты, масса, потребляемая мощность;

• высокая надежность.

При вращающемся роторе такое положение может сохраниться в результате переключения обмоток статора. Причем при переключении должны выполняться два условия, согласно которым обмотки статора должны переключаться в определенный момент и с заданной последовательностью. Положение ротора при этом определяется с помощью датчиков положения.

Рис. 1

В бесколлекторном двигателе на роторе расположены постоянные магниты, создающие магнитный поток. Эти магниты выполнены чаще всего в виде многополюсного кольцевого магнита. Обмотки статора являются неподвижными, т.е. получается обращенная конструкция (рис. 2). Вращающий момент в двигателе создается в результате взаимодействия магнитного потока в промежутке между полюсами магнита ротора и основанием статора с проводниками обмотки, по которым протекает электрический ток. Питание обмоток статора осуществляется таким образом, что между намагничивающей силой (создаваемой статором) и магнитным потоком должно сохраняться смещение 90^о, 30^о или 60^о.

Рис. 2.

Драйверу двигателя обычно соответствует собственная печатная плата. Микросхема драйвера двигателя в определенном порядке переключает фазы двигателя (U,V,W). Порядок переключения фаз определяется по сигналам трех датчиков положения ротора (+HV,-HV,+HW,-HW,+HU,-HU).

Эта микросхема выполняет следующие функции:

• усиление и обработка сигналов с датчиков положения ротора;

• формирование сигналов коммутации обмоток статора;

• стабилизация частоты вращения.

Рис. 3.

В качестве датчиков положения ротора используются датчики Холла. В качестве датчика скорости вращения используется датчик луча — Beam, контроллер механизмов измеряя длительность его периода (вход BDI на рис. 3) формирует сигналы увеличения и уменьшения скорости вращения (DEC, ACC на рис. 3), т.е. этот датчик выполняет двойную функцию.

Рис. 4

Используемый для вращения сканирующего зеркала шпиндельный двигатель является трехфазным - двеннадцатиполюсным, т.е. каждой фазе соответствует четыре обмотки на статоре двигателя. На роторе двигателя размещен кольцевой многополюсный магнит, а положение ротора определяется тремя датчиками Холла. Смещение ротора двигателя в вертикальном направлении предотвращается ограничителем, который хорошо виден на рис.1. Снимать ротор двигателя необходимо вместе с зеркалом необходимо в тех случаях, если нужно провести чистку и смазку втулки оси ротора. Обычно первым признаком необходимости проведения профилактических работ является повышенный шум при работе блока лазер сканер, в некоторых случаях можно наблюдать даже вибрацию принтера. Такого рода неисправность вызвана загрязнением или плохой смазкой втулки. Для смазки можно использовать масла низкой вязкости.

В качестве примера схемы управления двигателем сканирующего зеркала приведена микросхема драйвера двигателя AN8248SB. Принципиальная схема драйвера двигателя представлена на рис. 4. Датчики Холла обозначены на принципиальной схеме HI, H2, НЗ.