Air-bearing motor flywheel 空氣軸承馬達飛輪系統

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..........空氣軸承馬達飛輪（Air-bearing motor flywheel）系統、驅動控制放大器的電路板以及LED 操作顯示板的全部完成了製作。空氣軸承馬達飛輪是為重型參考唱盤系統（下圖為效果圖）準備的驅動部件。




.........空氣軸承馬達飛輪系統是用特種不銹鋼加工的，淨重約8.5kg，主軸的飛輪直徑140mm，質量(MASS)2.8kg。定制的馬達採用的是精密的16極力矩的電機。由於馬達空氣軸承飛輪和轉盤的慣量非常大，需要較大的啟動扭矩，16極無框力矩電機非常適合這一工作特性。

......由於啟動電流較大，對電源的功率儲備有一定的要求。馬達驅動放大器部分已經做了多次改進，這個DSP控制的馬達驅動放大器的供電電壓為24V,靜態電流0.29A,馬達運行時系統工作電流0.35A，馬達啟動時系統工作電流3.5A。通過工作電流可以看出馬達實際運行所需的電流並不大，但為了馬達啟動順暢和系統穩定的工作的狀態，選用了餘量充足的24V/5A電源。馬達採用軟啟動方式，電流以線性的曲線遞增(啟動至額定轉速約為1.5秒)，馬達啟動運行的動作非常柔順平滑。

......啟動電源，LED數碼管屏顯示33，這是開機默認的轉速檔位。按 (PALY / STOP) 鈕，馬達啟動轉盤運轉，觀察頻閃測速盤檢查轉速。需要調整轉速時按 (SPEED ADJUST) 鈕，LED數碼管屏顯示33.3轉檔位時的馬達轉速(33轉檔時馬達轉速為666轉/45轉檔時馬達轉速為900轉)。再按(SPEED-/SPEED+) 鈕，馬達轉速調整量以1轉增減。1轉增減調整量是默認的粗調狀態，觀察測速盤，當頻閃格的基本穩定後，再按(PRECISION ADJUST) 鈕，進入細調狀態，細調時，馬達轉速調整量以0.01轉增減。需要使用45轉時，按(33RPM / 45RPM) 鈕，切換至45轉檔位，轉速調整與33轉相同。當轉速調整完畢，按(SPEED LOCK) 鈕，調整的數據被輸入存儲，下次開機默認前一次存儲的數據工作。

......做負載測試轉盤只有用MICRO SEIKI SX-8000。對於運轉的穩定性（抖晃）測試是經過若干次連續8小時以上的運行；啟動和停止（停止時有刹車），轉速切換、粗調微調以及鎖定功能的測試是在5分鐘內反復連續分項和交叉操作；空氣軸承、分裝馬達和DSP驅動放大器構成的系統在測試中表現出極為優異的機械和電氣特性令人滿意！

......測試進行的非常順利，各項指標都達到了設計要求。這個系統明年將組合在我設計的參考轉盤系統上，屆時再報告，希望大家喜歡。謝謝！

空氣馬達全部操作方法如下：

1. 啟動氣源控制器電源，氣泵開始工作。當空氣壓力達到設定值，壓力感測器動作，馬達驅動放大器電源自動接通。

2. 唱盤顯示幕默認顯示 33.3（轉速），馬達此時不啟動（原先為馬達啟動）。

3. 按鍵 START / STOP 啟動/停止鈕，馬達啟動，轉盤旋轉。

4. 首次使用需要對轉速進行調整，轉盤上放置頻閃測試盤。

5. 按 SPEED ADJUST 速度調整鈕，顯示幕顯示馬達轉速，觀察頻閃格，確認轉速快慢。

6. 按 SPEED- 速度遞減鈕和 SPEED+ 速度遞增鈕，對轉速進行粗調（開機默認粗調狀態，顯示幕只顯示小數點前三位數），粗調的解析度為每次 +/-1 轉。

7. 當轉速基本穩定後，按 PRECISION ADJUST ON / OFF 粗調細調切換鈕，轉速調整轉為細調狀態，顯示屏 LED顯示馬達轉速增加了小數點後兩位數。按 SPEED-速度遞減鈕和 SPEED+ 速度遞增鈕，細調的解析度為每次 +/-0.01 轉。

8. 細調可以獲得精確地轉速，按 SPEED LOCK 速度鎖定鈕對調整好的轉速資料儲存鎖定，下次開機的轉速就默認最後的鎖定值。（33轉和45轉調整值可以分別儲存）

9. 轉速切換按33RPM / 45RPM 轉速切換鈕。

10. 按 VACUUM ON / OFF 真空吸盤開關鈕，可以對唱片真空吸附和釋放。

11. 按顯示幕右側的 DISPLAY ON/OFF 顯示幕的開關鈕，可以選擇 LED 數碼管的顯示和關閉。






..........不銹鋼外殼分裝馬達的連續堵轉轉矩245（mN・m），堵轉電流2A；峰值堵轉轉矩750（mN・m），峰值堵轉電流6A。馬達的調整測試都是配套進行的，因此定子和轉子都有對應的編號。



..........德國產的1000 線的編碼器是馬達速度回饋元件。分裝馬達的無軸轉子與編碼器的無軸碼盤同軸安裝於空氣軸承轉軸上，構成空氣馬達飛輪組件系統。



..........按鈕和輕觸開關的安裝配合的非常順滑緊密，操作手感柔，開關動作明確，按鍵的間隔距離也比較適中，。按鍵通過反復操作實驗，由左至右做了重新排列，使得操作更加合理順手。

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參考唱盤的馬達、轉盤、唱臂都使用了空氣軸承，那就需要一個氣源系統。

由於馬達、轉盤、唱臂對供氣的壓力、流量的要求不同，氣源控制器就是解決這個問題的設置。

氣源控制器，由左及右分別是：

氣泵電源鑰匙開關、唱臂壓力錶、唱臂壓力調整鈕、轉盤和馬達壓力錶、轉盤和馬達壓力調整鈕、唱片吸盤真空表、真空泵開關。

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朋友們2011新年好！

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......氣源控制器的面板做了一些設計改動，增加一塊壓力錶頭和一個靜密調壓閥。這樣，馬達、轉盤、唱臂都有了各自獨立的空氣壓力調整。位於氣源控制器的面板左右的電源開關（控制氣泵和冷幹機的啟動與停止）和真空泵開關移至馬達驅動放大器的機箱面板上。

氣源控制器和馬達驅動放大器的機箱背板。

......為旗艦唱盤準備的氣源系統的冷幹機。上圖是氣源系統與唱盤系統的框圖，藍色虛線框內是氣源系統，它包括氣泵（空氣壓縮機）、儲氣罐、初級過濾、冷幹機插、再過濾、細過濾、緩衝罐。紅色虛線框裏是氣源控制調壓器，負責把乾淨的氣源以一定的壓力和流量送給唱盤系統。紫色虛線框裏是唱盤系統，旗艦唱盤除了轉盤和唱臂需要供氣，空氣飛輪馬達也需要供氣。



......冷幹機的作用是去除壓縮空氣中的水分，讓乾燥純淨的空氣送給空氣軸承，以保障空氣軸承順暢的運轉。
......記得2002年夏天，我搬進新居，有了獨立的聽音室，為了慶賀，邀請了黑膠燒友前來助興。為了讓聽音室更涼爽一些便早早打開空調，待朋友們先後到齊，於是興致勃勃打開美歌8000唱盤和ET-2的泵浦，沒有想到唱盤和唱臂居然一起“罷工”！原來放置在儲藏間氣泵因環境溫度比較高，送入聽音室的空氣溫度也就比較高，當空氣到了溫度較低的聽音室以後冷凝出水，以致唱盤唱臂完全無法工作。這次令人尷尬的經歷至今再回憶時依然羞愧不已。
......在秋冬季節天氣涼爽、乾燥，使用氣浮唱盤唱臂問題不是太大。當然這也要分地域來說，不同地域空氣濕度不同，處理也就不同。在沿海和濕度較高的南方地區冷幹機的使用是必要的。乾燥清潔的供氣是氣浮軸承良好運行的保障。這個氣源系統看似複雜，實際使用非常簡單，因為他們都是全自動工作的。

左側是全自動工作的空壓機，右邊是冷幹機以及過濾原件。

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正港pro!正港HI-END!

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謝謝您的讚美和支持！我一定會努力地！

[AndyChu]

好厲害! 台灣有沒有代理阿

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......冷幹機系統的測試在昆明崔先生府上進行，結果完全達到了預期的設計值。



......未進過冷幹機處理的空氣露點是23度，溫度非常接近環境溫度，濕度高達80%。如果使用空調，室內溫度為低於露點溫度。那將嚴重阻礙氣浮唱臂循跡和氣浮轉盤運轉。



　　經過冷幹機處理後的露點溫度是13度，遠遠低於室內溫度，濕度低至44%，唱臂和唱盤便可以十分順暢的運行。



　　測試設備是德國的露點測試儀，測試時可以無線打印出資料報告單。





　　左邊的資料單是沒有經過冷幹機的三項參數，右邊的資料單是經過冷幹機處理除濕後的三項參數。資料單的第一欄是壓縮空氣的濕度，中間一欄是環境溫度，底下一欄是壓縮空氣的露點溫度。（資料單的數值是單位時間內數次測試的平均值。）