Восстановление данных с жёсткого диска при заклинивании подшипника двигателя

Суть проблемы

Данная неисправность представляет собой повреждение подшипника двигателя HDD, в результате чего накопитель перестаёт раскручиваться. Как следствие, диск перестаёт определяться в системе и данные пользователя оказываются недоступными. В подавляющем большинстве случаев подшипник клинит в результате падения диска. Этот вид неисправности HDD считается наиболее сложным и трудоёмким в востановлении т.к. необходимо переставлять не только блок магнитных головок, но и все магнитные пластины на новый подшипник без их смещения друг относительно друга.

Причины возникновения неисправности:

• различные механические воздействия на накопитель, удары, падения;
• брак при изготовлении или сборке подшипника двигателя на заводе производителя;
• физический износ подшипника двигателя, вызванный длительной работой 24/7;
• перегрев накопителя вследствие работы без охлаждения.

Симптомы неисправности:

• жёсткий диск не крутится вообще, либо не набирает необходимые 5400 или 7200 оборотов и останавливается;
• диск издаёт тихий периодически повторяющийся жужжащий звук;
• HDD не определяется, либо определяется неправильной моделью, объёмом и серийным номером;
• возможна небольшая периодическая вибрация при попытках раскрутки двигателя.

Влияние проблемы на файлы пользователя

Данная проблема сама по себе не затрагивает пользовательские файлы и папки, т.к. клин подшипника не наносит повреждений пластинам. Но нужно учитывать, что клин подшипника двигателя появляется обычно в результате механических воздействий на диск, ударов и падений. А вот уже непосредственно причины повреждения подшипника (удары, падения) могут привести также и к повреждению блока магнитных головок, который в результате этих механических воздействий может удариться о поверхность магнитных пластин и поцарапать их. Что с высокой вероятностью приведёт к серьёзным повреждениям хранящейся на диске пользовательской информации и значительно усложнит процесс её восстановления с повреждённого накопителя.

Виды повреждения подшипника двигателя жёсткого диска

1) Деформация оси двигателя внутри втулки подшипника. Данная проблема возникает исключительно из-за механических воздействий на диск, ударов и падений. В подавляющем случае проявляется только на дисках 3.5″ с количеством пластин 3 и более. Это связано с тем, что пластины жёсткого диска довольно тяжёлые, на современных 3.5″ дисках они сделаны из алюминия с нанесением магнитного покрытия. Если пластин несколько, то под их весом в момент удара происходит деформация оси двигателя, т. е., проще говоря, вал двигателя гнётся внутри втулки подшипника и перестаёт вращаться. Данная неисправность практически не встречается на дисках 2.5″, т.к. на них обычно установлены одна или две пластины, которые изготовлены из специального закалённого стекла с нанесённым магнитным покрытием. Если на диск оказывается внешнее физическое воздействие, то веса даже двух тонких стеклянных пластин малого диаметра не достаточно для возникновения деформации вала двигателя внутри подшипника.

2) Задиры на поверхности опорной шайбы подшипника в результате высыхания смазки. Обычно, предпосылкой возникновения данной проблемы является высыхание, изменение свойств или недостаточное количество смазки в подшипнике двигателя HDD. В результате чего вал двигателя начинает при вращении тереться торцом об опорную шайбу подшипника. Из-за этого подшипник нагревается и на поверхности опорной шайбы образуется кольцевой задир, при этом двигатель либо перестаёт крутиться полностью, либо, из-за наличия дополнительного трения в месте задира, не может раскрутить пластины до необходимых для распарковки головок 5400 или 7200 оборотов.

Методики восстановления информации при данной неисправности

Для восстановления данных с жёсткого диска, у которого повреждён подшипник двигателя применяются четыре методики.

Первая методика заключается в переносе всего пакета магнитных пластин в другой гермоблок от точно такого же жёсткого диска с одинаковой моделью и объёмом. Это наиболее сложный и трудоёмкий вариант, но и наиболее эффективный. Применяется в случаях, когда произошла деформация оси двигателя внутри втулки подшипника. Выправить изогнутый вал двигателя невозможно, поэтому необходимо с помощью специальных инструментов жёстко зажать все пластины, открутить крепёжные винты и переставить пластины в другой гермоблок с исправным подшипником. Основная сложность данной процедуры заключается в том, что нельзя переставлять пластины HDD по одной, т.к. в этом случае невозможно будет сохранить точное положение пластин друг относительно друга, что приведёт к полной потере возможности считать данные с этих пластин.

Специализированные инструменты, используемые для перестановки магнитных пластин

При реализации первой методики, для захвата и перемещения пакета магнитных пластин с неисправного подшипника в другой гермоблок применяется специальный набор инструментов Hard Drive Platter Replacement Tool от компании Salvation Data. Он позволяет жёстко зафиксировать пластины друг относительно друга и переставить в новый гермоблок с исправным подшипником. Плюсами данного метода являются поддержка любых моделей HDD и высокая скорость выполнения таких работ.

Почему диск с переставленными пластинами нельзя будет в дальнейшем использовать

При перестановке пластин с клиненного двигателя в новый гермоблок также необходимо заменить и блок магнитных головок, который обычно тоже выходит из строя при механических воздействиях на диск, ударах и падениях. Всё это приводит к изменению заводского положения многих деталей диска. А точность позиционирования головок по трекам у современных HDD настолько высока, что даже минимальные микросмещения узлов и деталей диска относительно заводской сборки гермоблока, приводят к серьезному снижению скорости работы. Во многих случаях жёсткие диски после перестановки пластин могут читать хранящиеся на них данные только в технологическом режиме на программно-аппаратном комплексе PC3000. Поэтому дальнейшее использование такого диска в большинстве случаев не только нежелательно, но и вообще невозможно.

Что нельзя делать при повреждении подшипника двигателя HDD:

• нельзя стучать по клиненному подшипнику, нагревать его либо охлаждать. Это повредит магнитные пластины и головки диска;
• бессмысленно пытаться самостоятельно расклинить повреждённый диск, т.к. без специальных инструментов это невозможно;
• нельзя вскрывать гермоблок жёсткого диска т.к. туда попадёт пыль которая может привести к повреждению магнитных пластин;
• крайне не рекомендуется отдавать клиненный диск системным администраторам или знакомым компьютерщикам, которые не имеют узкой специализации по ремонту жёстких дисков, т.к. это часто приводит к увеличению сложности работ и даже изменению типа неисправности вследствие неквалифицированного вмешательства.

Звуки издаваемые дисками с клиненным двигателем

Феерическая расстановка точек над HDD motors. Часть 1

Всем привет! В статье попытаюсь разъяснить основные способы управления двигателем HDD и сходными с ним электрическими машинами.

Введение

1 ом.

Алгоритмы управления

Забегая далеко вперёд скажу — идеальным случаем для нашей машины является подача на её фазы 3х синусоид сдвинутых на 120 градусов (как в обычных электрических сетях). Однако в некоторых случаях такая «идеальность» попросту не нужна.

1 способ.

Простой перебор фаз. Необходимо 3 силовых ключа, которые подключают фазы к источнику в порядке АВ-ВС-СА. Такой способ чаще всего встречается в интернете у самодельщиков.
Достоинства :
— простота;
— малое кол-во силовых ключей (3 шт);
— простота организации о\с по противоЭДС;
— меньший вес\габариты, что важно в rc моделизме.
Недостатки:
— большой ток через ключи;
— электромагнитный момент пульсирует и далёк от идеала (насыщен высшими гармониками). В итоге – стабильность работы без о\с низкая. В максимальной скорости также проигрывает другим способам управления.
На рис. ниже — фазные напряжения.

2 способ.

Перебор фаз с формированием 6-ти базовых векторов. Наткнулся на него в апноуте ST microelectronics [1]. Является улучшением 1-го способа (или ухудшением 3-его). Преимущества и недостатки смешаны. Рассматривать не будем, т.к. не понимаю почему имея 6 ключей не использовать способ, приведенный ниже О_о

3 способ.

Формирование 6-ти базовых векторов. Необходимо 6 ключей. В каждый момент времени работает 3 из них. Всего существует 8 положений этих ключей, 6 векторов (формируют синусоиды) + 2 нулевых вектора (открыты все ключи верхнего или нижнего плеча). Нулевые векторы нужны для более продвинутых систем с ШИМ.

Достоинства :
— простота;
— форма напряжения питания более приближена к синусоиде;
— как следствие предыдущего вывода – меньший нагрев;
— более стабилен в работе без о\с;
Недостатки :
— поле машины всётаки не круговое, как должно быть;
— ток машины немного выше чем в идеальном случае.

Фазные напряжения ниже.

4 способ.

Промышленный стандарт – добавляем к предыдущему способу №3 ШИМ модуляцию между базовыми векторами, для того чтобы получить любой вектор окружности вместо 6ти.

Достоинства :
— здесь всё практически идеально. Ток минимален, магнитное поле круговое. Момент при этом не пульсирует
Недостатки :
— Для организации полноценного привода с ШИМ 6ти векторов и о\с по положению необходим DS процессор.

Так выглядит ШИМ модуляция некоего привода ТРИОЛ АТ [2].

5способ.

Векторное управление. В силу своей сложности рассматривать не будем.

В данном случае популярный на западе Field Oriented Control — контроль по полю, конкуренцию которому позже составил DTC — Direct torque control (прямое управление моментом). Остальные способы векторного управления (по вектору потокосцепления статора, ротора. ) в промышленности я не встречал

Обратная связь по положению.

Необходимо сказать, что привод с датчиковым управлением всегда более предпочтителен чем привод с управлением без датчиков. Это касается и векторного управления асинхронными машинами и систем управления двигателем постоянного тока. Однако все пром производители стремятся исключить датчики, как лишний механический элемент.

Принцип используемой связи по противоЭДС: нам необходимо поймать момент когда полюс магнита проходит через фазу. Упрощённо это значит что ротор машины прошёл ровно половину пути и нам необходимо скорректировать (задержать) включение ключей на соответствующее время. К примеру: в способе №1 это время равно половине времени на включение ключей. В 3ем – оно равно времени работы одного базового вектора.

Технические аспекты.

Используя способ №1 необходимо на один вход компаратора подать половину питающего напряжения инвертора. На второй вход завести фазу и ловить момент когда выход компаратора изменится. Это опять же пром стандарт, который используется и в 4ом способе управления как одна из составляющих ШИМ. Кому интересны другие способы — прошу пройти по ссылке

На этом всё. В следующей статье расскажу о попытках реализовать разные способы управления и поделюсь схемами и исходниками к готовому устройству

ps Моя первая статья здесь, прошу сильно не критиковать

Комментарии ( 98 )

Для организации полноценного привода с ШИМ 6ти векторов и о\с по положению необходим DS процессор.

Так ли он необходим? А что мешает сделать систему трех шимованых синусов в виде обычной таблицы, скажем с точностью до градуса. Тогда мы получим небольшой (360*3) расход памяти и бешеную скорость формирования этого самого тройного синуса.

Осталось только отслежить положение двигателя. Тут либо датчики Холла, либо какие другие ухищрения. И получаем в результате ОС.

Тут ШИМ из векторов — к примеру 1ый и 2ой вектор — первое положение(ключи 1,2,6) второе — ключи (1,5,6) — их модулируем. Потом переходим к следующему сектору, 2-3 векторы. + туда добавляем нулевые вектора (1,3,5) и (2,4,6) и для обработки о\с, кнопок БЫСТРЕЕ, МЕДЛЕННЕЕ и тд времени нет с единственным условием. Мы пытаемся раскрутить его на максимальные обороты с частотой синусоиды 300-500 Гц и дальше 😉

если брать привод как в промышленности 0-50 Гц, то вполне может хватить и ресурса mega.

теперь понял что вы предлагаете. Но мне трудно представить как это возможно реализовать. У нас есть 6 ключей, с их помощью мы формируем сразу 3 синусоиды. А как в вашем случае?

ps существуют инверторы из 9 ключей. Там синусоида более «синусоидальная»

Ну, во первых, для современных Мег 6 аппаратных шим генераторов в порядке вещей. А для STM32 так и все 12 не проблема. Так что создать таблицу с шимами это совсем просто.

Во-вторых, нам не нужно 6 шим сигналов. достаточно только трех. Ведь у нас не просто 6 ключей, а 3-полумоста, по одному на фазу. Т.е. каждую пару ключей (верхнюю-нижнюю) можно дрыгать одним шимом, главное соблюдать dead time. Тут автомотив версии контроллеров нам в помощь. У них это аппаратно. По шиму на каждую фазу (полумост) со сдвигом на 120 градусов и вот мы получаем трехфазную систему напряжений, соотношение напряжения фаз дает нам вектор. Ну и гоняя по таблице мы можем выбрать любое значение ШИМ с точностью хоть до долей градуса, главное рассчитать таблицу правильно.

Тут правда один минус все же есть. Приходится дрыгать сразу два ключа в верхнем и нижнем плече, что несколько увеличивает потери.

Что Вы понимаете под дополнительными схемными решениями? Внешние компараторы?

У микрочипа тоже есть апноуты www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2819 например, по 18-м пикам.
Хотя 33-и намного вкуснее.

Микрочип кстати в этом преуспел, согласен!

мне понравились ихние апноуты по FOC, очень хорошо расписаны

Подключал по такой схеме: www.arduino.cc/en/Reference/StepperUnipolarCircuit
Прощупывал обмотки и обнаружил две группы:
жёлтый—зелёный, сопротивление 1.1 КОм, средний провод синий (делит на две группы с равными полусопротивлениями)
коричневый—розовый провода, сопротивление 6 Ом (отводной красный делит на две группы по 3 Ом)

Такое случается на униполярнике? Я почему-то думал, что у обмоток должны быть одинаковые сопротивления.

На крепёжном диске двигателя видна ещё какая-то микросхема, может это схема управления и для неё нужен специальный интерфейс?

Есть еще самый простой и понятный способ — фозосдвигающая цепь и 1-но фазный ШИМ.

А мануалы от ST, лучше читать с предварительной академической подготовкой. Они там такой бредятину порой пишут, передергивая основы и здравый смысл. Взять хотя бы их недавно опубликованную PMSM-FOC библиотеку. Кроме подмены аббервеатур ничего нового и тщательно маскируют недостатки и возможности своей софтины. Чего стоит толькоутверждение что датчик холла обеспечивает «точное позиционирование».

Бред от ST короче.

Какой-то нанятый обкуренный индус с изучением объектного кода развлекался без понимания сути и практики в предмете.

В авиамоделях используют 6 ключей… маломощные на N и P мосфетах с прямым управлением от МК для нижних и через транзюк+резюк — для верхних
потом китайци до этого же контроллера прикручивают ir2103 и получаем уже 6 одинаковых полевиков вверху внизу + дедтайм + защиты от одновременного открытия сквозняка

НО у них всех используется 2 способ а перемещение магнитой ловят смещением фазы реальной и фазы — суммы напруг на концах АВС — просто резисторами — заводят на компаратор или АЦП и вуаля

самый простой на 20-30 ампер контроллер стоит 6-8 баксов
смысла играться с такими вещами не вижу

далее
перематывать ХДД моторчики не советую
там очень слабый магнит
есть маленькая проблемка
когда полюс вентиля одной из обмоток перенасыщяется (намагничивается) больше чем магнит который к нему аналогичным полусом повёрнут — то вместо отталкиваться — магнит к нему притягивается — это называется срыв… потому что соседние катушки сами себе генерируют землю и получается что контроллер уходит в килогерцовые частоты думая что ротор за ним успевает а в реальности он стоит и гудит… свистит… ну и через 2-3 секунды обмотки обгорают так как КЗ

я пробывал перематывать и сидюковые моторки и моторки от хдд 5.25″ — фигня полная…
от ХДД кстати в родном исполнении и 24 вольтах питания можно раскрутить до 1600 оборотов и при этом иметь крутящий момент очень серьёзный… но… нужно следить ибо если оставить на максимуме модуляцию(типа газ — заполнение ШИМом верхних ключей которые в данный момент по таблице должны быть открыты) — возможен срыв ибо магнитики в ХДД очень никакие… вот когда их заменил неодимовыми шариками… уууу… отогда крутяк… можно мини болгарку сделать или ещё что — по крайней мере рукой остановить за шпиндель выходной под диск — не мог рука горит…

я же сейчас мучаю СТМVLdiscovery чтоб заставить его красиво и без глюков выдавать ШИМом высокочастотным красивые синусоиды размах которых будет контроллировать ручка газа и ток через обмотки

делаю электромопед
без контроля тока я уже катался… мотор у меня 2500 ватт
100 ампер 24 вольта
взял обычный авиамодельный хороший контроллер с драйверами и четкими таймингами — не упрощенный китайский вариант
усилил выходную часть IRF3205
посеребренные провода 2800 жильные специальные… золотые разьёмы выдерживающие 250 ампер запросто…
аккумулятор с номинальной токоотдачей 200 ампер…
короче без контроля тока прокатался я до первой выбоины когда ручка газа дрогнула…
мотора — это 8 витков проволки 10мм квадратных… тоесть полное КЗ… если б не магниты — один раз отвертку туда заосало — ели отодрал… короче бахнуло так что у всех транзисторов и драйверов посрывало крыши в прямом смысле слова…
но всётаки он ехал… и очень непривычно…
теперь вот хочу сделать свой умный и быстрый контроллер…

Ах да… контроля положения ротора нет… по обратке и смещению реального нуля и виртуального из фаз… срыва синхры не наблюдал ни разу даже на этом авиамодельном контроллере а там мега 8-я на 8 мегагерцах клокает… не сильно она шустрая… но хватает чтоб до 10 000 оборотов раскрутить мотор(2 килогерца на каждой фазе) 🙂

Так что жду Вашу статью об алгоритмах… пока что у меня затык с моментом старта когда надо в режиме шаговика его клацать это раз и… проблема с оптимальными таймингами… на низких оборотах клацаю таблицу векторов по проходу виртуальной фазы через ноль — холостой ход 0.4 ампера поднимаюсь выше 4000 — ток до 20 ампер подскакивает — я явно торможу сам себя… но как китайцы в мегу 8-ю засунули какой-то алгоритм который любые моторы крутит на любой скорости и показывает 0.3 ампера холостого току… я ума не приложу… я не делаю на данный момент синусоид красивых… мне хватает второго способа…
хотят по идее на малых газах и на максимальном газу это не эффективно и сильно подогревает транзюки(хотя 4 минты на 100 процентах газа и 90 амперах сделали еле теплыми линейку верхних транзюков(радиатор без вентилятора от пня 4-го 2 гигагерцного… до 50 ватт отводимого тепла с вентилятором при разнице 40 градусов)мой же радиатор нагрелся до 30-35 не больше… ну и мотор конечно нагрелся… градусов до 70… но у него это нормал… ему обдув… а точнее жостий продув нужен… его КПД 92 % при 50 амперах… а вот при 100 амперах уже 80… потому он кочегарить будет… но… в пути только при разгоне давиш на полную… в основном пути я трачу примерно 15-20 ампер по фазе… при газе в 30%