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Sanyo M7900K 휴대형 카세트 라디오 (11), DC 모터 개조

글쓴이 : SOONDORI

이하, Sanyo T-15400 DC 모터의 개조 작업을 기록해 둔다.

* 관련 글 : Sanyo M7900K 휴대형 카세트 라디오 (10), Sanyo T-15400 모터가 거꾸로 돈다

결론부터 이야기하자면, 거꾸로 도는 원인은 불명.

전기자의 국부 단락 문제 이전에, 분명히 정상 회전했었다. 단락을 조치한 다음으로는 쭉~ 역회전 중이다. 데크 동작 방향은 물론 무게 추 운동 방향을 생각하면 반드시 시계 방향으로 돌아야 하는데… 왜 그럴까?

전기적인 것 아니고, 기계적인 것도 아니며, 기타의 물리적인 것도 아님. 안드로메다 외계인의 열성 기도나 태양의 코로나가 영향을 주면서 영구자석의 극이 무단히 바뀐 것이라면 몰라도… 영구자석의 N, S가 슬며시 바뀔 수 있는가? 과전류에 의한 회전자의 자화 현상? 그럴 것 같지 않으니 미제 사건으로.

헛~!

○ (표제부 사진에서) 신품 인덕터의 값이 그럭저럭 나오는 것을 보면 구 품은 과전류로 소손된 게 맞다. 이후 오리지널 상태로 복원했으나 반시계 방향으로 도는 것은 여전함.

에라이~! 잠시 망설이다가 모든 구성품을 다 분리하였고… 개조 시작.

○ 두 개 전기자 접점에 각각 인덕터를 직렬 배치 + 나머지 부품 모두를 <DC 모터의 금속 하우징>으로부터 완전히 격리. 이제는 DC 극성을 달리하면 회전 방향을 마음대로 정할 수 있음. 참고로 아래 단자 A에 DC+ 인가 시 정상 회전한다.

○ 여기서, 굳이 부품 위치를 바꿔가며 개조하는 이유는…

1) EMI 차폐 논리 : 모터가 돌면 에너지를 회전력으로 바꾸면서 동시에 발전기처럼 작용하기도 하고 전기자 접점의 단절 구간, 연결 구간의 반복에 펄스성 잡음이 생기기도 하고… 그래서 a) 금속 하우징을 사용하는 DC 모터와, b) 필름 커패시터, 두 가지를 담은 <DC 모터 고정용 금속 하우징>은 반드시 기기의 GND 라인에 연결되어야 한다.

2) 앞으로 DC+를 연결하게 될 곳 그러니까 최초 상태의 (-) 라인은 <DC 모터의 금속 하우징>에 작은 나사로 고정되어 있다. 가만 놔두면 <DC 모터의 금속 하우징> 전위가 DC+가 될 것이니… 노이즈 차폐 효과는 당연히 제로에, 오히려 노이즈가 메인 보드에 적극 유입될 것.

3) <DC 모터 고정용 금속 하우징>과 제 짝 금속 커버를 땜하고, <DC 모터 고정용 금속 하우징>에 녹색 전선을 땜하고…

(▲ 눈에 보이는 것이 <DC 모터 고정용 금속 하우징>. 안에 DC 모터가 들어있다)

4) 어셈블리 장착 단계에서 녹색 전선을 기기의 GND에 연결한다. 이제 <DC 모터의 금속 하우징> 안쪽 노이즈는, a) 두 개 인덕터와, b) DC+ ~ GND 단자에 병렬 연결한 0.1uF 필름 커패시터와, c) 마치 손으로 칙구공을 완전히 감싼 것과 같은 모습의 <DC 모터 고정용 금속 하우징> ~ 기기 GND의 연결에 의해 최대한 제거될 것이다.

모터 소모 전류는 Play 조건에서 50mA@9V. FF/RWD조건에서 80mA@9V. 모터의 단독 동작이 아니라 데크에 장착한 후 측정한 것이므로 테이프 견인 부하 등 모든 것이 합산된 값이다. 서비스 매뉴얼에는 총 소모 전력에 대한 언급이 없는데… 그럭저럭 합당한 것으로 간주.

모터 내부 회로의 개조 전, 개조 후는 다음과 같다. 노파심에 이렇게 저렇게 테스트해보았는데 유의미한 노이즈 문제는 없음.

1) BEFORE

2) AFTER

최대한 자세히 기록해 둔 것은 훗날의 참조, 누군가의 참조를 위한 것. 그냥은 절대로 경험하지 못했을, T-15400 모터의 묘한 회전 운동 때문에 아주 특별한 학습을 할 수 있었다. 새옹지마나 다름없는 사례가 아닌지?

안드로메다 발 원인은 나중에 천천히 생각해보기…

* 관련 글 : Sanyo M7900K 휴대형 카세트 라디오 (12), 앰프 부와 튜너 부와 데크 부의 관리 작업


(내용 추가) 왜 그랬을까를 상상해보면… 로우터 결선이나 무게 추의 동작이 바뀔 일이 없다고 보면, a) 영구자석 Flux의 방향 변화 내지 b) 로우터 자화 등 여하한 사유에 의한 코일 Flux 변화가 원인.

갑자기 ‘회전자 코일 대 영구자석의 상관관계’가 180도 달라진 것은 분명한데, 예를 들어 1A 과전류가 흐르는 동안 강력한 착자를 한 것처럼 되어버렸고 그 와중에 페라이트 영구자석의 N, S 극성이 홀랑 바뀌어버렸다? 또는… 로우터 철편이 엉뚱하게 자화되었다?

참으로… 예상도, 상상도, 해석도 할 수 없는 희한한 현상이다.

(내용 추가) 잘 돌다가 또 전류가 급증하는 현상이 목격됨. 휴~!  전체를 다시 뜯고 관찰하고 열심히 궁리한 것은,

1) 조금만 썼다고 생각했는데… 불소 수지 윤활유의 양이 과하면 그것이 축 회전에 의해 비산되고 일부가 전기자 접점에 붙는다, 2) 브러쉬 마모 물질이 그 비산 윤활유와 섞인 다음 접점 사이의 공극을 채운다. 3) 그리고 그것이 모종의… 단락 현상 또는 유사 단락 현상을 만들어내는 것으로.

아무래도 1) 축 베어링 윤활유는 있는 둥 마는 둥 수준으로만 쓰고,  2) 브러쉬는 아예 윤활하지 않는 게 좋다.

마모 물질이 그냥 흩날리며 어디론가 가버리도록 놔두는 게 상책. 300Km/h로 달리는 KTX의 펜타그래프는 윤활을 할 것인데… 이런 일반 모터에서는 윤활 없이, 브러쉬가 적당히 마모되는 게 순리에 맞다. 따지고 보면 그러라고 있는 부품.

한편, 겉으로 멀쩡해 보이고 측정값도 정상인 150오움 저항(=무게 추에 의한 코일 절체용 부품)이 속으로는 골병이 들어서, 일정한 발열 온도에서 엉뚱하게 행동한다면? 그것이 대전류 소모를 트리거 할 수도 있다는 상상하에 부품 통의 신품 120오움 저항으로 대체.

다 좋은데… 극히 미미한 땜의 질량 차이가 축 밸런스 그러니까 고속 회전체의 Static Balance, Dynamic Balance에 심각한 영향을 준다. 심각한 영향이라고 함은… 축 진동, 모터 전체의 떨림 등.

별 것 아닌 듯 보였던 꼬맹이 모터가 참으로 오묘하고… 다시 적지만, 대단히 정밀한 부품이다.

(내용 추가) 다음은 개념화한 모터의 내부 구조. 150오움을 120오움으로 바꾸면 어떤 코일의 전류가 조금 증가할 것이니 구동 토크가 조금 더. 그러나 큰 의미는 없다고 판단함. 한편으로 공장 출고 시 모터 회전 방향은, 코일과 영구자석 자기장 등 고정된 변수를 가지고 모터 설계자가 정한, 어떤 방향으로 코일을 감는가, 어떤 방향으로 전류가 흐르고 그에 따라 구리선 주위 자기장이 어떤 방향으로 형성되는가에 따라 결정될 것이다. 한 번 만들면 항구히 고정. 그런데 그게 거꾸로 돌았다니… 헛!

 

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