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Hintergrund

Plattenspieler mit zwei Motoren: warum die Synchronisation zählt

Manche High-End-Plattenspieler treiben ihren Teller mit zwei Motoren an, manchmal sogar mit mehr. Auf dem Papier drehen sich zwei Synchronmotoren, die mit demselben Signal gespeist werden, gleich schnell, und die Frage scheint geklärt. In der Praxis genügt die gleiche Drehzahl jedoch nicht: Die beiden Motoren müssen auch gemeinsam ziehen.

Warum zwei Motoren?

• Für das Drehmoment. Ein sehr schwerer Teller erfordert viel Kraft, vor allem beim Anlaufen. Zwei Motoren teilen sich die Last, und jeder arbeitet weiter von seinen Grenzen entfernt.
• Für ausgeglichene Kräfte. Je nach Anordnung um den Teller können zwei Motoren den seitlichen Zug ausgleichen, den die Riemen auf die Achse und damit auf das Lager ausüben.
• Für einen ruhigeren Lauf. Die kleinen Unregelmäßigkeiten jedes Motors können sich gegenseitig ausgleichen, statt sich zu addieren, vorausgesetzt, die Motoren sind richtig aufeinander abgestimmt.

Gerade dieser letzte Punkt macht die Synchronisation so wichtig.

Gleiche Drehzahl bedeutet nicht gleiche Kraft

Ein Synchronmotor dreht sich exakt im Takt der Frequenz, die ihn speist. Sein Rotor folgt dem Magnetfeld jedoch nicht winkelgenau: Unter Last eilt er leicht nach, und zwar umso mehr, je mehr Drehmoment er liefern muss. Zwei Motoren, die denselben Teller mit jeweils eigenem Riemen antreiben, drehen sich also im Mittel gleich schnell, ohne dass garantiert ist, dass sie dieselbe Kraft aufbringen.

Schon eine kleine Abweichung genügt (Pulley-Durchmesser, Riemenspannung, Motorposition, Fertigungstoleranz), damit einer etwas stärker zieht als der andere. Der gemeinsame Teller wird dann zum Bindeglied zwischen ihnen: Im ungünstigsten Fall arbeiten die Motoren über ihn gegeneinander, einer bremst, während der andere beschleunigt. Die Folge sind Vibrationen, ungleichmäßige Erwärmung und vorzeitiger Riemenverschleiß.

Das Drehmoment eines Motors ist nie ganz konstant

Innerhalb jeder Umdrehung schwankt das Drehmoment eines kleinen Synchronmotors leicht, im Takt seiner Pole. Jeder Motor erzeugt so eine kleine periodische Vibration. Bei zwei Motoren überlagern sich diese beiden Welligkeiten: Je nach Versatz zwischen ihnen können sie sich addieren und die auf den Teller übertragene Vibration verstärken, oder sich teilweise aufheben.

Dieser Versatz hängt von der mechanischen Stellung jedes Rotors ab, aber auch von der elektrischen Phase des Signals, das jeder Motor erhält. Und diese Phase kann ein eigenes Netzteil einstellen.

Synchronisieren: drei Einstellungen

• Die Frequenz. Beide Motoren erhalten exakt dieselbe, abgeleitet aus ein und derselben Referenz. Das ist die Grundlage.
• Die Phase zwischen den Motoren. Ein einstellbarer elektrischer Versatz zwischen dem Signal des ersten und dem des zweiten Motors, damit sich ihre Drehmomentwelligkeiten möglichst wenig stören.
• Die Lastverteilung. Eine Anpassung der Amplitude für jeden Motor, damit sie sich die Last teilen, statt dass einer den Großteil trägt.

Eine Einstellung, die man misst statt berechnet

Die ideale Phase hängt vom Plattenspieler selbst ab: von der Montage der Motoren, den Pulleys, den Riemen, dem Teller. Zwei Plattenspieler desselben Modells haben nicht unbedingt dasselbe Optimum, und es kann sich mit der Zeit ändern, etwa nach einem Riemenwechsel.

Hinzu kommt ein ganz praktischer Punkt: Bei vielen High-End-Plattenspielern sitzen die Motoren in eigenen Gehäusen, die von Hand um den Teller aufgestellt werden, ohne Schablone zur Positionierung. Ihr Abstand zum Teller und ihre Ausrichtung sind daher nie exakt gleich, weder von einer Aufstellung zur nächsten noch nach einem einfachen Verschieben oder Reinigen. Die mechanische Ausrichtung der beiden Motoren ist nie perfekt, und genau deshalb müssen sie sich elektrisch gegeneinander phasenverschieben lassen, um auszugleichen, was die Aufstellung von Hand nicht garantieren kann.

Die einzige zuverlässige Methode ist daher die Messung: verschiedene Einstellungen ausprobieren, die erreichte Laufruhe beobachten und die beste behalten. Eine Bestätigungsmessung verhindert, dass eine Einstellung ohne echten Nutzen übernommen wird.