喇叭材料认识与设计基础共享 - 图文(2)

2019-08-31 16:59

铁心公差要求如下表:

外径A ≤?36 36~60 61~76 77~110 111~174 175以上 公差 ±0.4 ±0.6 ±0.8 ±1.0 ±1.2 ±1.5 中柱径B ?13 ?14 ?16 ?19 ?20 ?25 ?30 ?32 ?35 ?38 ?50 ?60 ?63 ?75 公 差 ?13-0.04~-0.09 ?14-0.04~-0.09 ?16-0.04~-0.09 ?19-0.04~-0.09 ?20-0.07~-0.012 ?25-0.07~-0.012 ?30-0.09~-0.014 ?32-0.09~-0.014 ?35-0.09~-0.014 ?37.95 +0~-0.05 ?48.85 +0~-0.05 ?60 -0.12~-0.18 ?63 +0~-0.05 ?74.8 +0~-0.06 ?C 底 孔 厚度T 部 位 ≤4 =5~7 ≥8 有效高H ±0.2 ?6×60°×3.7±0.2 磁铁内径 18 22 25 32 40 60 75 90 公 差 17.4±0.2 21.2±0.2 24.2±0.2 31±0.2 39±0.2 59 +0-0.5 73.5 +0-0.5 88.5+0-0.5 台阶高E E=0.5/+0.5-0 公 差 ±0.2 ±0.3 ±0.4

(四)磁铁(MAGNET)

1. 要了解磁铁,先必须掌握磁场的有关知识。磁体周围存在磁场,磁体之间的相互作用力是通过磁场发生的,磁场和电场一样是一种物质。磁场有方向,磁力线在磁场中任意一点,小磁针北极的受力方向亦即小磁针静止时,北极N所指的方向就是那一点的磁场方向。直线电流的磁力线方向与电流之间的关系可用安培定则(也叫右手螺旋定则)来判定(见图1-7)。

通电螺线管外部的磁力线和条形磁铁外部的磁力线相似,也是从北极N出来进入南极S的,其内部亦有磁场,内部磁力线与螺管的轴线平行,方向由南极指向北极,并和外部磁力线连接形成一些闭合曲线。通电螺线管磁力线方向与电流之间的关系亦可用安培定则来判定(见图1-8),在磁场中,垂直于磁场的通电导受到的磁场的作用力,跟电流的强度I和导线的长度L的乘积IL的比值,叫通电导线所在处的磁感应强度。

用B表示磁感应强度,则B=F/IL ? B单位是特斯拉,国际单位是T ? 1特=1牛/安米,磁力线的疏密反映了磁感应强度的大小。 图1-7 A、磁力线分布 图1-8 B、安培定则 6

I 穿过某一面积的磁力线条数就叫做穿过这个面积积的磁通量,磁通量常称为磁通,它的符号是φ。穿过垂直于磁感应强度方向单位面积的磁力线条数等于磁感应强度B。故在匀强磁场中,垂直于磁感应强度面积S的磁通量φ=BS,如果平面不与磁场垂直,就应作出它在垂直于磁场方向上的投影平面。在国际单位制中,磁通量的单位是韦帕,简称韦,国际单位是Wb,1韦=1特 ? 1米,从φ=BS可知B=φ/S,这表明磁感应强试等于单位面积的磁通量。故常把磁感应强度叫做磁通密度,并且用韦/米2作单位。1特=1韦/米2=1牛/安?米,磁场对电流的作用力F=BILsin(θ:BL),通常把通电导线在磁场中所受的作用力叫安培力,安培力的方向可用左手定则来判定。

2、 电动型扬声器工作原理:当垂直于磁场的导体有电流的话,导体就会在垂直于磁场及电流的方向上受到力作用,这个力的方向可用佛来明左手定则判定(见图1-9)。有了这些知识,对电动型扬声器的工作原理就能容易描述,在扬声器的磁气回路的间隙有一个各处同性的环状磁场,线圈的卷巾就位于这个间隙内,当外界的信号电流发生改变时,根据佛来明左手定则,线圈就会随着电流的大小和方向受力运动,推动与音圈连在一起的鼓纸向外辐射声音。(见图1-10)。

图1-9佛来明左手定则(Fleming’s rule)

图1-10扬声器的工作原理

鼓纸运动方向

鼓纸

磁场方向

S S

电流方向I 3、 磁气回路

当音圈导电而振动时,对线圈以直角供给直流磁通(供给磁场)的部分,就叫磁气回路。

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① 永久磁石

永久磁石大致分为Alnico系永久磁石、Ferrite系永久磁石及希土类钴系永久磁石三种。 Ⅰ)Alnico系永久磁石

Alnico系永久磁石的构成是以铁(Fe)、铝(AL)、镍(Ni)、钴(Co)为主要成份另加少量的铜(Cu)和钛(Ti)等。故其名称也是取其主要成分的符号而成。其制造是以铸造为主,也有少许锻造的Alnico磁石,但不作制造SPK之用。 Ⅱ)Ferrite系永久磁石

早先SPK用的磁石,几乎全部是Alnico,而Ferrite系磁石大都数用在SPK以外,如Core之用,约在二十年前开始用于SPK之后,随电视机喇叭因顾虑漏磁的影响之外,其它大型SPK几乎全部使用Ferrite系磁石了。特别是前几年,全世界钴拉地萨伊(比属刚果)发生战争之后,钴的价格猛跳数倍,而且来源不易,故小口径的SPK亦大都换用Ferrite磁石。

Ferrite系磁石是以氧化钡与氧化二铁的混合粉末经Press成型,在高热炉内烧结而成,材料比Alnico便宜很多而且来源稳定,保磁力(HC)大,对外部磁场的安全性亦佳。磁气回路的形态概为外磁式,但最近亦有内磁式的研究设计了。 Ⅲ)希土类钴系永久磁石

它是把稀土类金属和钴的化合物所制成的稀土类钴的永久磁石。这种磁石的最大特点是性能上所显示的物理量,所谓最大能量积(Maximun Energy Prodoct代号是“BHmax”)约为Alnico磁石的2~3倍,故小的体积可以获得大的能量,随着超薄型喇叭的问世,尤其前两年Walk Man型收录机的流行,稀土类钴永久磁石更见大行其道了,最近又有塑料稀土类钴(Medmax)的出现,成型容易价格亦低,它的成份是铉(SM)、钴(CO)及塑料粘结而成,比稀土类钴永久磁石便宜一半。电磁型及永久磁石型造成磁通的方法见图1-11。 ② 磁气回路的组成

铁心、铁片和磁铁结合构成了磁气回路(磁路),但小型SPK使用圆形轭时就不需铁片了,铁心和铁片的作用是在形成磁极的同时,把发生于永久磁石的磁通量(磁束)导向磁隙(GAP)之内,用电气回路作比喻,这就是导入电流的导线,故最重要的是将发自永久磁石的磁通量非常有效的导入磁隙内,而且通过铁心与铁片的磁通量决定于其材质和断面(厚度),如果材质不佳和断面厚度不够时,则导入磁隙内的磁通量少,泄漏的磁通量就多。 ③ 扬声器磁气回路

SPK有内磁式Alnico Type和外磁式Ferrite Type两种,SPK的磁气回路包括永磁体(即磁铁,磁石或磁钢)铁片,铁心和工作气隙,而在气隙中利用永磁体所提供的磁能。永磁体的作用是在气隙中主生永恒磁场。磁气回路设计的根本目的就在于设计一种磁路结构,以体积最小,价格最廉的磁铁,在气隙中产生既定的磁感应强度,而单位体积的永磁体向外空间所发出的能量与它的磁能积(BHX)是成正比的。如图1-12(a)的永磁体,其磁滞回路的第二象限部分称为该磁体的去磁曲线,曲线上的各点则相应于不同的去磁情况,亦即不同的气隙长度lg,如图1-12(b)所示,如果磁路是闭合的,则相当于该磁体处于B的情况,此时磁感应强度是最大的,且等于Br,但此时没

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有可供利用磁能的气隙,因此全部能量集中于磁体内部,磁体向外界不输出任何能量,能量曲线中w=0,w=0之第二个极限情况相当于A点,此时H=HC,B=0;在该点磁体也不向外界空间输出能量,因为B=0,如果磁体处于D点的情况,则磁体能量的一部分即发射给外界空间,且其值正比于磁能积BH×Hd。 图1-12 (a) (b) ADBdHcHdOWmaxWBBrlg为了更好地利用永磁体,必须适当选择退磁曲线上的工作点,使得该点的工作条件相当于磁体的能量输出,或者说使得该点所对应的磁能积达到最大值(Bm×Hm)max,则此点即为最佳工作点。图(b)中D点,其所对应的磁能积(BH×Hd)达到最大,其输出能量也最大,因此描述磁体性能指针,除剩余磁感应强度Br,矫顽力Hc以外,还有最大磁能积(Bm×Hm)max的值。

只要适当设计永磁铁的尺寸3材料。

图1-13

5.磁铁的特性参数及基本公差 表1-5 Ferrite磁铁特性参数表

牌号 Y20 Y25 Y30 Y35 Br 3700 ± 100GS 370 ± 10MT 3800 ± 100GS 380 ± 10MT 3900 ± 100GS 390 ± 10MT 4000 ± 100GS 400 ± 10MT Hcb 1700~2010oe 135.5~160KA/m2 2010 ~2380oe 160~189.7KA/m2 2220 ± 200oe 177 ± 16KA/m2 2400~2600oe 191.3~207.2A/m2 (BH)m 2.9±0.3Mgoe 23.1KJ/m3 3.2±0.3Mgoe 25.5KJ/m3 3.5±0.2Mgoe 30.3~33.4KJ/m3 4.0±0.2Mgoe 30.3KJ/m3 Ba Ba SI SI 231K500 H1BAlnicoFerriteNdFeB1 GS=0.1MT 1Oe=0.0797KA/m 1MGOe=7.97KJ/m3 1MT=10GS 1KA/m =12.57oe 1KJ/m3=0.1257MGoe

表1-6 钕铁硼产品特征 材料 剩余磁感应强度 牌号 Residual Induction Type 磁感矫顽力 Coeyciive Force 内禀矫顽力 回复 最大磁能积Maximum 最高工作 Intrinsic 磁导 Energy Product 温度Max. Coercivity 率 9

Br kGs N42 N40 N38 N35 13~13.4 T KOe bHC KA/m jHc KOe ≥12 ≥12 ≥12 ≥17 ≥17 ≥17 ≥17 ≥17 ≥17 ≥17 ≥17 ≥21 (BH)max MGOe 41~43 39~41 37~39 34~36 37~39 34~36 32~34 29~31 31~33 29~31 26~28 40~36 KJ/m 326~342 310~326 295~310 271~287 295~310 271~287 254~270 231~247 247~263 231~247 207~223 318~287 3Operation Temp. ℃ 80 80 80 80 120 120 120 120 120 120 120 150 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 - 1.3~1.34 11.0~12.0 876~955.2 12.8~13.2 1.28~1.32 11.0~13.0 876~1035 12.4~12.7 1.24~1.27 12.0~14.0 955~1114 11.9~12.2 1.19~1.22 12.0~14.0 955~1114 >17.0 >17.0 >17.0 >17.0 >21.0 >25.0 >25.0 >21.0 >1353 >1353 >1353 >1353 >1672 >1990 >1990 >1672 N38H 12.4~12.7 1.24~1.27 N35H 11.9~12.2 1.19~1.22 N33H 11.5~11.7 1.15~1.17 N30H 10.8~11.2 1.08~1.12 N33SH 11.3~11.7 1.13~1.17 N30UH 10.8~11.2 1.08~1.12 N26UH 10.5~10.9 1.05~1.09 N38SH 12.9~13.3 1.29~1.33 3密度Density 均为7.5 g/cm Ferrite磁铁的基本公差见下图1-15 图1-15 B2%T 0.1 磁铁的重量计算方法: Ferrite: MC=(D+d)·(D-d)×t×0.003927 AlNiCo:MC= Dh ×0.00568 NdFeB: MC= Dh ×0.00584 单位:g x g÷28.3= y OZ或x g×0.03527= y OZ 22A2% 10


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