Бас Клуб

Main Menu

  • Форум
  • Соревнования
  • ТИТАНАТ от БАСКЛУБА

Бас Клуб

Бас Клуб

  • Форум
  • Соревнования
  • ТИТАНАТ от БАСКЛУБА
  • Убийца Титаната — Тест Клемм

  • Причины выхода Сабвуферов и Акустики из строя

  • Новосибирск: Назло Рекордам

  • Четвертьволновой резонатор или просто ЧВ

  • Команда Страдивари — Громко, очень Громко

Теория Автозвука
Home›Теория Автозвука›Как устроен МОТОР сабвуфера

Как устроен МОТОР сабвуфера

Автор Nastradamus
14.01.2010
384
0
магнитная система сабвуфера

Сегодня в разделе Теория Автозвука, мы постараемся вместе разобраться, как устроен мотор сабвуфера (магнитная система и звуковая катушка), а так же узнаем с какими сложностями сталкиваются производители при проектировании магнитной системы и звуковой катушки сабвуфера.

Основа привода динамика осталась практически без принципиальных изменений со времен выдачи первого патента в 1925 г. Пять основных частей привода неизменны и незыблемы: магнит, полюсный наконечник, передний и задний магнитопроводы и звуковая катушка. Задача первых четырех элементов — создать по возможности мощное магнитное поле и сконцентрировать его в зазоре между полюсным наконечником и верхним магнитопроводом. А «пятый элемент» — звуковая катушка, обязан в этом поле двигаться при протекании по обмотке тока. Все вроде бы просто. Однако подробностей за эти годы выяснилось немало.

магнитная система сабвуфераСамая консервативная часть привода — материал магнитопроводов. Ничего, кроме магнитомягких материалов, а проще говоря — отожженной малоуглеродистой стали, почти чистого железа, здесь не применяется. С материалами для магнитов колдовали долго, вначале перепробовав разнообразные литые магниты из специальных сплавов, а затем, с разработкой ферритовых композиций, вопрос практически закрылся. Металлические магниты теперь применяются практически исключительно в пищалках, где масса магнита мала и можно использовать значительно более эффективные редкоземельные сплавы — почти всегда на основе неодима. Крупных магнитов из неодимовых сплавов не делают лишь потому, что элемент этот в самом деле редкий, и большая часть выпуска идет, на изготовление микродвигателей.

магнитная система сабвуфера

Момент истины в проектировании привода — как обеспечить эффективное взаимодействие магнитного поля и звуковой катушки, которая в него погружена. Геометрия и пропорции рабочего зазора магнитной системы и звуковой катушки — необъятный простор противоречий и компромисов. Основной параметр, определяющий результаты этого взаимодействия — так называетмый силовой фактор B x L, часто приводимый в технических характеристиках породистых динамиков. Силовой фактор — произведение индукции в зазоре на длину провода звуковой катушки, находящуюся в пределах этого зазора. Чем больше силовой фактор, тем более контролируемым становится движение диффузора и тем больше его электрическое демпфирование. Ясно, что чем массивнее магнит, тем силовой фактор будет больше, поскольку будет больше индукция. Но последняя величина зависит также и от размеров зазора: чем шире кольцевая щель в магнитной системе, чем она большего диаметра и чем она глубже (чем толще верхний магнитопровод), тем меньше будет индукция в зазоре, поскольку магнитное поле окажется «размазанным» в пространстве. Сделать зазор узким, маленьким и неглубоким — и негде будет поместить звуковую катушку, намотанную достаточно толстым проводом. Уменьшить сечение провода — возрастет сопротивление и упадет отдача. И так далее. А если принять во внимание, что диаметр звуковой катушки небезразличен и для поведения диффузора, ситуация еще усложняется.

магнитная система сабвуфера

Существует два основных типа геометрии звуковой катушки в зазоре: короткая катушка и длинная катушка. Длинной звуковая катушка по длине существенно превышает глубину зазора в магнитной системе и в каждый момент «работает» только часть витков, находящаяся в пределах его глубины. Эта часть, а следовательно, длина пповода, находящаяся в зазоре, будет оставаться неизменной пока внутрь зазора не войдет край катушки. Динамик считается работающим в линейном диапазоне перемещений диффузора, именно до этого момента. То, насколько катушка длиннее зазора и будет определять максимальный линейный ход диффузора — знаменитый X max.

магнитная система сабвуфера

Но, поскольку только те витки, что попали «в поле» реально работают, плотность намотки стараются сделать наибольшей и именно за этим придумали в свое время ленточную намотку плоским проводом, уложенным на ребро. Сейчас многослойные катушки, выполненные обычным круглым проводом, мирно уживаются с однослойными ленточными, а высший пилотаж в смысле плотности намотки показала датская компания Dynaudio, которая использует провод шестиугольного сечения, полностью заполняющий медью сечение обмотки. В результате, правда, каждую звуковую катушку наматывают вручную в течение 30 минут (по норме), что потом соответственно отражается в цене готовой продукции.

магнитная система сабвуфера

Привод с длинной звуковой катушкой применяется в подавляющем большинстве сабвуферных динамиков и любим производителями за возможность получить большую индукцию в коротком зазоре, сделать звуковую катушку большой и хорошо охлаждаемой, получить большой ход дифузора. Короткая катушка в пределах линейного диапазона находится полностью внутри магнитного зазора. Сам зазор при этом приходится делать длиннее, а катушку — короче, поэтому типичные значения силового фактора B x L у таких динамиков — меньше. Казалось бы, при таких делах можно эту конструкцию и похоронить, но именно она обеспечивает наименьшие искажения при больших ходах диффузора.

Типичная картина изменения силового фактора со смещением звуковой катушки для двух типов привода выглядит следующим образом:

магнитная система сабвуфера

У длинной звуковой катушки поведение в пределах линейной области пристойное, а за его пределами — значение силового фактора (а, значит, вносимые искажения) меняется довольно плавно. При выходе короткой катушки из зазора искажения нарастают быстро, зато пока этого не случилось, линейность — идеальная.

Здесь есть одна тонкость: различные сочетания длины звуковой катушки и глубины зазора определяют разное поведение динамика на границе его линейного диапазона (и за ней). Возьмем два динамика — у одного глубина зазора (толщина верхней плиты магнитной системы 8 мм, а длина звуковой катушки — 12 мм. У другого — 4 мм и 8 мм соответственно. Максимальный рабочий ход диффузора у обоих будет одинаковым — 2 мм (12-8)/2 = (8-4)/2 = 2.

Однако у первого, с большим отношением глубины зазора к X max за пределами линейного диапазона, нелинейность будет нарастать относительно плавно, а второй = захрипит уже при незначительном превышении X max. Так что есть прямой смысл смотреть не только на величину X max из документации, но и на толщину переднего магнитопровода на самом динамике — чем больше, тем лучше.

магнитная система сабвуфера

Другой источник искажений, определяемых конструкцией привода — его ассиметрия. В идеальном случае сила, действующая на звуковую катушку при движении в одну и другую сторону, то есть внутрь магнитной системы и наружу, должны быть одинаковы по величине. Не будет этого — искажения сигнала неизбежны. Для этого магнитное поле, создаваемое в зазоре, должно быть максимально симметричным. Так бы оно и случилось, без особых ухищрений, если бы все магнитное поле оказывалось в зазоре. На деле этого не происходит и силовые линии поля «выплескиваются» из зазора и образуют поле рассеяния. Но, поскольку выше зазора — воздух, а ниже — сталь полюсного наконечника, рассеяние происходит существенно несимметрично.

мотор сабвуфера

Чтобы как-то навести симметирию, некоторые фирмы применяют более сложную геометрию рабочего зазора магнитной системы. Некоторые, например, просто удлинняют полюсный наконечник (в сабвуферах Kicker, например, очень это любят)

мотор сабвуфера

В результате магнитная обстановка сверху и снизу существенно выравнивается, но дается это в результате увеличения общего рассеяния — силовые линии «лезут» вверх по стволу удлинненного полюсного наконечника, а место им — в зазоре, все остальное — нежелательные побочные поля. Для компенсации возросшего рассеяния приходится ставить более мощные магниты. Другие фирмы идут «от противного» и уменьшают рассеяние ниже магнитопровода, для чего полюсный наконечник делается ступенчатым.

мотор сабвуфера

Более «тощий» ствол замыкает на себя меньше силовых линий и они поневоле скапливаются в зазоре, но возрастает общее магнитное сопротивление системы и падает индукция в зазоре. Вообще, магнитное сопротивление стараются сделать возможно меньшим, для этого часто полюсный наконечник выполняют заодно с нижним магнитопроводом, чтобы не было лишнего стыка, хотя это намного хлопотнее, чем сделать их по отдельности и соединить при сборке. Еще одно, довольно эфективное, но не очень распространенное решение — полюсный наконечник с выемкой, можно найти в довольно пафосных марках динамиков. Здесь, помимо усложнения технологии, возрастает чувствительность к разбросу характеристик магнита, поэтому менее притязательные изготовители головок на такое решение идут неохотно.

Особняком стоят радикальные решения — вывернутые «наизнанку» магнитные системы, у которых магнит — внутри звуковой катушки, а все, что вокруг — магнитопровод, замыкающий магнитную цепь.  мотор сабвуфера

Такие «обращенные» магнитные системы сделаны главным образом для того, чтобы улучшить линейность работы диффузора, а с точки зрения их функционирования как «мотора» — сплошная головная боль для разработчиков — оттого они и редки. Привод динамика, как любая машина постоянного тока — обратим, то есть одновременно работает и как своего рода трансформатор. При движении звуковой катушки в мощном магнитном поле в ней наводится ЭДС и протекает ток, поскольку катушка закорочена практически нулевым выходным сопротивлением усилителя. Этот ток приводит к модуляции магнитного поля в зазоре, а поскольку звуковая катушка то «надета» на полюсный наконечник, то вылезает наружу, характер этой модуляции тоже ассиметричен и приводит к дополнительным искажениям. Для снижения этих нежелательных эффектов необходимо сделать так, чтобы, оставаясь эффективным двигателем, привод динамика перестал быть эффективным трансформатором. Известно, что злейший враг трансформатора — короткозамкнутые витки. Вот их-то и поставили на службу обществу в усовершенствованных магнитных системах. Чаще всего такие короткозамкнутые витки делаются в виде покрытия медью верхнего торца полюсного наконечника,

установки медного (реже — алюминиевого) наконечника… 

…или с помощью так называемого «стабилизатора магнитного потока» — проводящего кольца, установленного у основания полюсного наконечника, подобная конструкция замечена в сабвуферах марки Fi Audio.

мотор сабвуфера

Побочным эффектом от короткозамкнутых витков в различных вариантах является уменьшение индуктивности звуковой катушки, из-за влияния которой с повышением частоты растет импеданс сабвуфера. Поэтому косвенно о наличии описанных устройств в конструкции динамика можно судить по величине индуктивности звуковой катушки. Если величина этой индуктивности 5-6 дюймового мидбаса не превышает 0,3-0.4 мГн, а у сабвуферов 10 — 12 дюймов 0,6-1,0 мГн, можно дать голову на отсечение, что создатели динамика позаботились о стабилизации потока, за что им можно быть только признательными.

по материалам журнала Автозвук

Тэгимотор сабвуферамагнитная системазвуковая катушкаустройство сабвуфера

Похожие статьи Другое от этого автора

  • Параметры сабвуфера
    Теория Автозвука

    Автомобильные сабвуферы — основные параметры

    05.03.2012
    Автор Nastradamus
  • чувствительность сабвуфера
    Теория Автозвука

    Что такое чувствительность динамика ?

    01.02.2009
    Автор Nastradamus
  • Расчет порта
    Теория Автозвука

    BassPort — Расчитываем правильный фазоинвертор

    14.11.2009
    Автор Nastradamus
  • гелиевый АКБ
    Теория Автозвука

    Что такое Гелевая АКБ

    03.02.2009
    Автор Nastradamus
  • резонанс салога спл
    Теория Автозвука

    Резонанс салона применительно к SPL

    11.06.2008
    Автор Nastradamus
  • Гелевая АКБ - инструкция по зарядке
    Теория Автозвука

    Гелевая АКБ — инструкция по зарядке

    06.12.2008
    Автор Nastradamus

Комментарии:

Оставить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

РЕКОМЕНДУЕМ

  • Cоревнования по Автозвуку
    Соревнования

    IASCA Омск 2009 — БасКлуб штампует Рекорды

  • Аппаратура

    Американский дуэт: Massive Audio и Memphis Car Audio

  • Новости

    Анонс новинок компании Digital Designs в 2009 году

Вход

Welcome, Sign in / Join to the forum

Login

Welcome! Login in to your account
Войти через Вконтакте
Lost your password?

Lost Password

Back to login

РАЗДЕЛЫ

  • Новости
  • Аппаратура
  • Инсталляции
  • Теория Автозвука
  • Чертежи Коробов
  • Соревнования
  • Автозвук своими руками
  • Тесты
  • О Клубе

СОРВНОВАНИЯ

  • 01.05.2015

    Соревнования по Автозвуку 2015

  • 01.05.2014

    Соревнования по Автозвуку 2014

  • 25.07.2012

    Новосибирск: Назло Рекордам

  • 12.06.2012

    Автозвук 2012 — АМТ Открытие Сезона

  • 19.07.2011

    RASCA в Ижевске

  • 04.06.2011

    Автозвук 2011 — RASCA Открытие

  • 27.05.2011

    Новосибирск — Соревнования по Автозвуку 2011

  • 25.05.2011

    AMT Russian Challenge 2011 — Открытие

  • 10.07.2010

    Соревнования по автозвуку 2010 — IASCA Омск

  • 25.06.2010

    IASCA — Чемпионат России по Автозвуку

БасКлуб в Социальных Сетях

О БАСКЛУБЕ

Добро пожаловать в сообщество любителей и энтузиастов автомобильного звука. Целью нашего сообщества является формирование культуры Автозвука, а также объединение единомышленников для обмена опытом и знаниями.

Тэги

40ah (1) 160дб (1) AGM (2) ddz (4) EMMA (2) Gain (1) Hertz Audio (1) IASCA (13) Kicker (1) Kicker SoloX (1) LTO (1) MTX JackHammer (1) Prado (10) RASCA (3) Soundqubed (1) SPL (3) STP (1) Stradivari (1) Subsonic (1) Team BassClub (9) Yinlong (1) АМТ (4) Азы СПЛ (2) Аккумулятор (3) Волчанский (4) История Автозвука (2) Клип (1) Соревнования (29) Тест Титаната (1) Тим Стадивари (1) Тим Страдивари (2) Титанат (1) ЧВ (3) автозвук бои без правил (8) дбдраг (3) клиппинг (1) настройка усилителя (1) параметры сабвуфера (2) поломки (1) превышение хода (1) резонансная частота (2) сабвуфер (5) теория автозвука (1) усилитель (1) четвертьволновик (2)
© 2008-2021 BassClub.ru™ Сообщество Энтузиастов Автозвука.