Пяройдзем цяпер да разгляду асобных вузлоў лентопротяжного механізму. Адзін з найбольш важных вузлоў такога механізму - электрарухавік. Ад правільнага выбару электрарухавіка для дадзенага лентопротяжного механізму залежаць не толькі параметры апошняга, але і праца магнітафона ў цэлым. Асабліва гэта ставіцца да малагабарытным носім магнитофонам з харчаваннем ад аўтаномных крыніц току.

У папулярнай літаратуры аб магнітнай запісу гуку мала ці амаль не надаецца ўвагі электрарухавікоў. Мы вырашылі расказаць аб гэтым вузле больш падрабязную інфармацыю.

У лентопротяжных механізмах прафесійных, бытавых і аматарскіх магнітафонаў з харчаваннем ад электрычнай сеткі пераменнага току ўжываюць, як правіла, аднафазныя сінхронныя або асінхронныя электрарухавікі пераменнага току. Такі электрарухавік складаецца з статара з цотных лікам палюсоў, у пазах паміж якімі размешчаны працоўная (асноўная) і фазосдвигающая (дадатковая, або узбуджаюцца) абмоткі, і ротара, выкананага звычайна ў выглядзе так званай беличьей клеткі.

У магнітафона з харчаваннем ад аўтаномных крыніц току (батарэй, акумулятараў і т. п.) звычайна выкарыстоўваюць коллекторные электрарухавікі з рэгулятарам абаротаў. Адно з асноўных умоў, што прад'яўляюцца да такіх электрарухавікоў,- малое спажыванне току ад крыніцы сілкавання пры высокім ККД. Таму ў такіх электрарухавіках замест абмоткі ўзбуджэння ўжываюць пастаянны магніт з высокоэрцитивного сплаву.

Прылада і прынцып дзеяння коллекторного электрарухавіка пастаяннага току вам павінен быць добра вядомы з школьнага курсу фізікі. Аднак некаторыя палажэнні нам давядзецца нагадаць.

З асноў электратэхнікі вядома, што калі правадыр змясціць у магнітнае поле і прапусціць праз яго пастаянны электрычны ток, то на правадыр будзе дзейнічаць сіла, якая імкнецца выпхнуць яго з магнітнага поля. Гэтая электрамагнітная сіла прапарцыйная магнітнай індукцыі, даўжыні правадніка і току, а яе кірунак дзеянні можна вызначыць па правілу левай рукі.

Статар коллекторного электрарухавіка мае звычайна два полюса. Калі каля аднаго полюса ток ў правадыру ротара накіраваны ў адзін бок, тады пад іншым полюсам ён накіраваны ў процілеглы бок. Таму ў электрарухавіку пастаяннага току па абмотцы ротара праходзіць пераменны ток. На два процілеглых правадыра ротара дзейнічае сіла, якая стварае які круціць момант. Аднак гэты які круціць момант (умоўна назавем яго разліковым) ніколі не бывае роўны сапраўднаму. У рэальных умовах працы электрарухавіка частка круціць моманту будзе затрачана на пакрыццё страт ўнутры самога электрарухавіка, напрыклад на пераадоленне трэння ў падшыпніках вала ротара. Таму дзеючы які круціць момант заўсёды менш разліковага.

Паглядзім цяпер, што адбываецца з электрарухавіком пры яго працы. Як толькі ротар электрарухавіка пачаў круціцца, у провадзе яго абмоткі будзе наводзіцца э. д. с., якая па законе Ленца накіравана супраць напрамкі крыніцы току. Зыходзячы з гэтага становішча, спажываны электрарухавіком ток I можа быць вызначаны стаўленнем: I = (U - E)/R, A;

дзе U - напружанне крыніцы току, Ў;
Е - э. д. с., наводимая ў абмотцы ротара, У;
R - супраціў абмоткі ротара, Ом.

Пакуль да вале электрарухавіка не прыкладзена ніякай механічнай нагрузкі, электрарухавік працуе ў так званым рэжыме халастога ходу і яго ротар круціцца з найбольшай хуткасцю. Пры гэтым у абмотцы ротара наводзіцца найбольшая э. д. с., а спажываны электрарухавіком ток будзе найменшай. Але ротар ніколі не можа развіць такую хуткасць кручэння, пры якой э. д. с. Е параўноўвалася б з прыкладзеным напругай U. Калі б гэта адбылося, то лічнік прыведзенай формулы ператварыўся б у нуль, электрарухавік перастаў бы спажываць ток ад крыніцы харчавання і які круціць момант стаў бы роўны нулю.

У рэальных умовах працы да вале электрарухавіка заўсёды прыкладзеная нейкая нагрузка, якая складаецца з супраціву механізму, які электрарухавік прыводзіць у рух. Калі гэтая нагрузка малая, ток, спажываны электрарухавіком, невялікі. Па меры павелічэння нагрузкі ўзрастае спажываны ток і зніжаюцца абароты ротара. Можа наступіць момант, калі нагрузка на вал электрарухавіка перавысіць дапушчальную і ротар спыніцца. Стан электрарухавіка, калі ён падлучаны да крыніцы току, а яго ротар з-за празмернай нагрузкі на вал не круціцца, называецца кароткім замыканнем электрарухавіка. З той жа формулы відаць, што пры кароткім замыканні электрарухавік будзе спажываць найбольшы ток, так як пры нерухомым ротары э. д. с. роўная нулю. Такім чынам, у момант ўключэння электрарухавіка, калі ротар нерухомы, ток у яго абмотцы можа ў некалькі разоў перавышаць намінальны. Але гэты ток прычыніць шкоды электродвигателю не можа, бо ён дзейнічае нядоўга і за невялікі час разгону ротара абмоткі перагравацца не паспяваюць.

Звярнулі вы ўвагу на тое акалічнасць, што па меры павелічэння нагрузкі на вал электрарухавіка абароты ротара паніжаюцца. Інакш кажучы, колькасць абаротаў ротара залежыць ад прыкладзенага да вале электрарухавіка моманту нагрузкі. Залежнасць хуткасці кручэння ротара ад прыкладзенага моманту нагрузкі паказвае механічную характарыстыку электрарухавіка. Электрарухавікі пастаяннага току валодаюць, як правіла, так званай мяккай механічнай характарыстыкай, калі ўсякае павелічэнне моманту нагрузкі выклікае памяншэнне хуткасці кручэння ротара. Але як мы высветлілі раней, электрарухавік, які прыводзіць у рух лентопротяжный механізм магнітафона, павінен мець пастаянную хуткасць кручэння ротара, мала якая залежыць ад моманту нагрузкі, які ў лентопротяжном механізме можа змяняцца ў даволі шырокіх межах. Каб такі электрарухавік можна было выкарыстоўваць у лентопротяжном механізме магнітафона, да яго дадаюць рэгулятар хуткасці кручэння ротара.

Адным з найстарэйшых, шырока распаўсюджаным і добра зарэкамендавалі сябе з'яўляецца спосаб стабілізацыі кручэння ротара з дапамогай цэнтрабежнага рэгулятара кантактнага тыпу, які пры прастаце канструкцыі забяспечвае дастаткова высокую стабільнасць і надзейнасць у працы. Прылада кантактнага цэнтрабежнага рэгулятара паказана на мал. 35. Ён уяўляе сабой прылада з разрыўнымі электрычным кантактам, размешчанае на вале электрарухавіка. Кантакты рэгулятара ўключаюць паслядоўна з абмоткай ротара. Іх прызначэнне - аўтаматычнае адключэнне або ўключэнне абмоткі электрарухавіка ад крыніцы харчавання. Такі цэнтрабежны рэгулятар мае рухомы 1 і нерухомы 2 кантакты. Рухомы кантакт забяспечаны грузиком 3 і зваротнай спружынай 4, якая прыціскае рухомы кантакт да нерухомага. Апошні звычайна робяць рэгулюемым, напрыклад, аб'ядноўваюць яго з шрубай 5. Падбіраючы становішча нерухомага кантакту, можна ў невялікіх межах змяняць хуткасць кручэння ротара. Гэтым забяспечваецца рэгуляванне цэнтрабежнага рэгулятара на зададзеную хуткасць кручэння ротара.

Праца рэгулятара заснавана на ўзаемадзеянні цэнтрабежнай сілы, якая дзейнічае на грузік, і процідзеяння ёй сілы зваротнай спружыны. Пры ўключэнні электрарухавіка, калі яго ротар, круцячыся, набірае абароты, цэнтрабежная сіла паступова ўзрастае, а сіла процідзеяння зваротнай спружыны застаецца нязменнай. Калі хуткасць кручэння ротара дасягне пэўнага значэння, дзеянне сілы зваротнай спружыны кампенсуецца цэнтрабежнай сілай грузіка і надыходзіць раўнавагу сістэмы, пры якім ціск на кантакты рэгулятара набліжаецца да нуля. У гэтых умовах дастаткова найменшага павелічэння хуткасці кручэння ротара і кантакты рэгулятара разомкнутся, перарываючы харчаванне абмоткі электрарухавіка. Адразу ж адбудзецца зніжэнне колькасці абаротаў ротара, цэнтрабежная сіла паменшыцца і кантакты рэгулятара зноў злучацца паміж сабой, што прывядзе да падлучэння абмоткі электрарухавіка да крыніцы харчавання і павелічэння хуткасці кручэння ротара. Такім чынам, праца рэгулятара будзе цыклічнай і яго рухомы кантакт, пастаянна вібруюць, то падлучае, то адключае абмотку электрарухавіка ад крыніцы харчавання. Пры гэтым хуткасць кручэння ротара таксама будзе змяняцца, вагаючыся паміж максімальным і мінімальным яе значэннямі, але паблізу нейкага сярэдняга значэння, якое называецца сярэдняй хуткасцю кручэння ротара.

Па канструкцыі кантактны цэнтрабежны рэгулятар можа быць рэверсіўным або нереверсивным. У першым выпадку ён аднолькава працуе пры любым кірунку кручэння ротара, а ў другім - толькі пры пэўным кірунку кручэння ротара: правым або левым. Якія прымяняюцца ў бытавой апаратуры магнітнай запісу гуку электрарухавікі з кантактным цэнтрабежным рэгулятарам забяспечваюць сярэднюю хуткасць кручэння ротара з ваганнямі ў межах +-1 - 2%, прычым гэтыя ваганні сярэдняй хуткасці забяспечваюцца пры вялікіх перападах моманту нагрузкі, напружання крыніцы харчавання і навакольнага тэмпературы.

Асноўным недахопам кантактнага цэнтрабежнага рэгулятара было і застаецца да гэтага часу наяўнасць разрыўных кантактаў, праца якіх працякае ў цяжкіх умовах. Таму надзейнасць працы электрарухавіка з кантактным цэнтрабежным рэгулятарам ў вялікай ступені залежыць ад працы кантактаў рэгулятара, дзе парушэнне кантактавання звычайна адбываецца не з-за падгарання ці зносу кантактаў, а з-за адукацыі на іх неэлектропроводящих плёнак, налёту або прыліпання часцінак пылу. Гістарычна склалася так, што цэнтрабежныя рэгулятары сталі ўжываць у электрарухавіках задоўга да з'яўлення транзістараў. У той час абарона кантактаў рэгулятара, што ўключаюцца непасрэдна ў ланцуг харчавання ротара, зводзілася да шунтаванні іх рэзістарамі або ланцужкамі, якія складаюцца з рэзістара і кандэнсатара. Рэзістары, уключаныя паралельна кантактам рэгулятара, не дазваляюць развівацца высокаму напрузе ў момант разрыву індуктыўнай ланцуга ротара. Відавочна, што чым менш супраціў шунтирующего рэзістара, тым лепш ён абараняе кантакты рэгулятара. Але бязмежна памяншаць супраціў рэзістара нельга, так як гэта прыводзіць да павелічэння току, які праходзіць праз рэзістар, і, як следства, да парушэння стабілізацыі хуткасці кручэння ротара.

З шырокім распаўсюджваннем транзістараў іх сталі выкарыстоўваць для абароны кантактаў цэнтрабежнага рэгулятара. Адначасова яны спрыяюць падаўлення электрамагнітных перашкод, якія ўтвараюцца пры працы рэгулятара. Праўда, у большасці выпадкаў патрабаванні, што прад'яўляюцца да абароне кантактаў і падаўлення перашкод, аказваюцца несумяшчальнымі, і тады для падаўлення перашкод даводзіцца прымяняць спецыяльныя ахоўныя фільтры. Адна з найбольш простых і добра зарэкамендавалі сябе схем абароны кантактаў цэнтрабежнага рэгулятара з дапамогай прахаднога транзістара Т паказана на мал. 36. У гэтай схеме рэжым працы транзістара падабраны такім чынам, што ў момант замыкання кантактаў рэгулятара CR ён адмыкаецца і супраціў паміж калектарам і эмітэрам транзістара рэзка памяншаецца. Так як гэты ўчастак ланцуга уключаны паралельна резистору Ю, ён шунтирует яго, павялічваючы напружанне на абмотцы электра-рухавіка, і хуткасць кручэння ротара ўзрастае. Калі абароты ротара дасягнуты пэўнага мяжы, кантакты рэгулятара разомкнутся, транзістар зачыніцца, супраціў паміж калектарам і эмітэрам ўзрасце і на рэзістары R3 адбудзецца падзенне напружання харчавання. Гэта прывядзе да памяншэння напругі на абмотцы электрарухавіка і, як следства, да памяншэння хуткасці кручэння ротара. Але ў гэты час кантакты цэнтрабежнага рэгулятара замкнуцца, транзістар адкрыецца і праца схемы пачнецца спачатку, паўтараючыся столькі разоў, колькі разоў будуць размыкается або замыкацца кантакты рэгулятара.