Как сделать звуковую катушку
cxema21.ru
Частенько можно встретить просьбы о помощи в ремонте и перематывании катушек сгоревших динамиков, статьи на эту тему уже давно есть в интернете, но мы решили сделать свою. Итак, достался мне на руки сгоревший сабвуферный динамик Pioneer от сабвуфера TS-WX303, номинальная мощность у динамика составляет порядка 250 Ватт. Думается мне что бывший хозяин переборщил с мощностью вследствие чего и сгорел наш динамик.
При нажатии на диффузор издавался хорошо слышимый скрежет, это трется катушка об магнитный керн, возможно развалившаяся, после разборки динамика все станет ясно. Самой главной сложностью как раз таки является разобрать динамик, ведь очень важно не повредить подвес динамика, хорошо когда подвесы резиновые, такие отклеиваются и отдираются на ура, в случае с поролоновыми и их аналогами все не так просто как может показаться на первый взгляд.
Итак, фото моего пациента:
Лично я разбираю динамики одним из двух способов, тонким лезвием, либо отмачиванием в растворителе. Во втором случае нужно работать строго на улице или в хорошо проветриваемом помещении, но не дома и не в подъезде. Заранее нужно приготовить все необходимые для ремонта инструменты, можно первичные, для демонтажа подвеса и центрирующей шайбы. Центрирующая шайба находится под диффузором, обычно желтого цвета из толстой прессованной сетчатой ткани.
Для отмачивания можно использовать шприц, набираем растворитель в шприц и аккуратно обрызгиваем крайние части подвеса, в том месте где она приклеена к «корзине». Отмачивать приходится как правило долго, за 5 минут вы не отделите подвес от корпуса динамика. Центрирующая шайба отмачивается точно таким же способом.
Динамики я перематываю не в первый раз, и операция по демонтажу для данного динамика у меня заняла порядка 5-7 минут. После отмачивания, отпаиваем токопроводящие провода от клемм и вынимаем диффузор с катушкой из каркаса, отпаять провода в принципе можно и нужно до отмачивания, так будет удобнее. Смотрим на фото катушки моего сгоревшего динамика:
На фотографии хорошо видно перегретые и обугленные витки медного провода, данную катушку придется отматывать полностью и перематывать заного. некоторые недобросовестные ремонтники практикуют следующий вид ремонта: отматывают часть сгоревшего провода и места обрыва соединяют между собой методом пайки. Естественно такой «бомжремонт» ненадолго, кроме того, после отматывания части витков от катушки заметно уменьшит общее сопротивление динамика, что безусловно скажется на мощности.
Катушку динамика в идеале мотать нужно с клеем БФ-2. Найти его не просто, но это самый лучший вариант. Подвес клеим резиновым клеем 88, продается он как правило в небольших баночках в строительных магазинах, таким клеем клеят карпеты на сабвуферы:
Поиск нужного провода тоже проблема, хорошими донорами провода являются катушки контакторов (пускателей), которые продаются отдельно в магазинах электрооборудования, стоят не дорого, я как раз такой провод и использую. Так же нужный провод можно найти в петле размагничивания кинескопов (ЭЛТ), образец моего провода для намотки ниже на фото:
Данный провод я снял и перемотал как раз с пускателя, диаметр провода примерно составляет 0.35, кстати, мотать слишком тонким проводом не рекомендуется т.к. резко упадет мощность динамика. Если провод берете тоньше чем было, то витков придется сделать чуть больше чем было, иначе сопротивление динамика будет меньше.
Мотать провод нужно виток к витку, намотка динамика дело тонкое и трудоемкое, главное не забросить все на полпути. Я мотал проводом примерно того же сечения, всего у меня вышло 4 слоя, каждый слой покрывал клеем БФ-2 и давал высохнуть порядка двух часов. С достаточной точностью определить необходимую длину нового провода не так уж сложно, нужно посчитать длину одного витка (зная его радиус), умножить на число витков в слое и на число слоев. Для моего динамика понадобилось порядка 20 метров эмальпровода. Диаметр провода определяется с помощью микрометра или штангенциркуля. Для намотки лучше использовать специализированный станок, который в разы упрощает весь процесс намотки, если нет такого станка то придется мотать катушку в ручную.
После того как клей высох начинаем собирать динамик. Отмечу, что приклеивать одновременно центрирующую шайбу и подвес крайне не рекомендуется, потому что с вероятностью в 99% после высыхания клея у вас динамик будет кряхтеть. Вначале нужно клеить либо центрирующую шайбу, либо подвес (я клею первое). То-есть, кисточкой промазываем края шайбы и места склеивания на корпусе динамика, даем чуть высохнуть и аккуратно одеваем диффузор на корпус так, чтобы катушка не терлась об магнитный керн.
С первого раза будет тяжело, поэтому можно можно промазывать шайбу клеем не целиком, а только в нескольких точках, в случае успешной центровки можно доклеить. Далее клеим подвес, при соединении подвеса с корзиной динамика параллельно нужно отцентрировать сам подвес, так, чтобы при ходе диффузора не было шорохов и скрежетов. После допаиваем токопроводящие медные провода (токопроводы) идущие от катушки к клеммам динамика и даем динамик высохнуть 24 часа.
Есть другой, более точный вариант центровки катушки, но для этого придется снимать колпачок с диффузора. После того как сняли колпачок одеваем диффузор с катушкой в корзину, далее берем бумагу формата А4, срезаем ее по широкой стороне вдоль на две половинки и сворачиваем в трубочку примерно такого же диаметра что керн нашего динамика и аккуратно вставляем в щель между керном и катушкой, далее можно смело клеить центрирующую шайбу с подвесом. После того как клей подсохнет вытаскиваете бумагу и приклеиваете колпак обратно.
Большинство динамических головок не предназначено для их разборки и является как бы одноразовыми (неразборными, малопригодными к ремонту) компонентами акустических систем. На практике, удачно разобрать динамик типовой конструкции и собрать его заново удается часто. Основная задача заключается в размягчении клея, с помощью которого скрепляется множество составных частей динамика, и отделении их друг от друга без травмирования и деформации.
Сообщества › Автозвук › Блог › Звуковые катушки. Часть 2.
Часть 2. Из чего сделана звуковая катушка, взаимосвязи и взаимозависимости.
В первой части мы разобрались, как устроена звуковая катушка, устройство простое. Вот почему тут не выйдет лукавить, нет места для пропаганды – как известно, человечество еще не научилось делать золото из свинца. Материалы, применяемые при изготовлении современных катушек, очень разные. Каждый используемый материал определяет назначение и возможности конечного изделия.
Давайте будем разбираться, как влияют материалы, из которых изготовлена катушка, на ее конкретные качества. Для начала мы определим «идеал», попробуем охарактеризовать наилучшее состояние, а затем посмотрим, что имеем в современной практике.
1. Итак, идеальный каркас катушки должен…
• … быть прочным, чтобы без труда переносить огромные нагрузки.
• … быть выполнен точно, чтобы помещаться в самых плотных зазорах.
• … быть максимально легким, чтобы обеспечивать максимальную эффективность.
• … обладать максимальной магнитной проницаемостью, чтобы не мешать работе полей.
• … обладать максимальной магнитной проницаемостью, чтобы влиять на форму полей.
• … быстро отводить неограниченное количество тепла, чтобы не дать намотке возможность резко нагреваться.
• … быстро и эффективно рассеивать максимум тепла, чтобы охлаждать намотку при длительной работе.
• … иметь достойную адгезию.
• … стоить дешево, по понятным причинам.
Как видим, в этой простоте все очень сложно, многие требования к каркасу противоречивы, многие вообще невозможно достичь, не «убив» все остальное. Вот почему существует множество различных материалов, из которых каркасы изготавливают сегодня.
Самый распространенный материал для производства каркасов – алюминий. Достаточно прочен и легок, технологии точного литья существуют и дешевы, обеспечивает эффективный теплоотвод, с магнитной проницаемостью все хуже. Все еще хуже с адгезией, потому, для упрощения и повышения качества сборки, для улучшения многих других свойств, на алюминий наносят различные покрытия – от анодирования и NOMEX до углеродных волокон, что на порядок увеличивает конечную стоимость.
Медь так же применяется в производстве каркасов. Медный каркас очень эффективно отводит тепло и обладает лучшей (в сравнении с алюминием) адгезией, приемлемой ценой. Из за проблем с весом и низкой магнитной проницаемостью, медные каркасы практически не применяют.
Титан – одни из самых эффективных каркасов производятся из этого металла. Такие каркасы прочные и легкие, умеренно хорошо отводят тепло, обладают высокой магнитной проницаемостью. Как в случае с другими металлами, требуется дополнительная модификация каркаса. Вместе с чем, широкому распространению мешает высокая сложность обработки и крайне высокая итоговая цена.
Сталь – своеобразный антипод титана. Дешево, но почти все параметры средние или ниже среднего.
Текстолит – еще один дешевый материал, обладающий целым комплексом достоинств, и недостатков так же. Магнитная проницаемость пластиков очень высока, ввиду чего, эффективность динамиков с такими каркасами очень высока. Средний вес, средняя прочность, высокая адгезия. Однако, проблемы с теплоотводом существенно ограничивают возможности применения таких каркасов, потому, они с успехом применяются для маломощных изделий.
Каптон – сравнительно новый материал, его стоимость выше текстолита, а вес – ниже. Он приобрел все достоинства стеклотектолитовых каркасов, но не избавился от их недостатков.
Композитные каркасы – наиболее актуальное направление в промышленном производстве каркасов для катушек. Производители используют разные материалы в разных сочетаниях, чтобы добиваться высоких, компромиссных, характеристик. Различают простые композиты, например, алюминий+бакелитовая бумага, и сложные композиты, в состав которых входит множество элементов. С увеличением сложности каркасов, увеличивается и стоимость изготовления, и, к сожалению, реальные положительные качества каркасов растут не пропорционально цене.
Нано-материалы и нано-технологии – об этом невозможно не упомянуть. Мы стоим на пороге изобретений иного, гораздо более высокого уровня. Вероятно, в ближайшем будущем появится материал, который будет способен заменить все вышеперечисленные.
2. Идеальная намотка звуковой катушки отвечает следующим требованиям…
• Минимальный вес.
• Максимальная и стабильная токопроводность.
• Максимальная термостойкость.
• Максимальная способность рассеивать тепло.
• Стойкая изоляция.
В качестве основы для изготовления проводников широко распространены два материала – медь и алюминий. Споры по этому поводу не утихают до сих пор, так давайте раз и навсегда поставим точку в этом вопросе.
Раунд 1. Вес. Рассудим, опираясь на плотность — 8,93 г\кв.см у меди против 2,7 у алюминия. Разница в 3.3 раза в пользу алюминия.
Раунд 2. Электрическая проводимость. 58,1млн См\м у меди против 27,0млн у алюминия. Разница в 2,2 раза в пользу меди.
Раунд 3. Теплоотвод. 401 Вт\(м*К) у меди против 220 у алюминия. Разница в 1,8 раза в пользу меди.
В финале у нас нет победителя, результаты по сумме достоинств практически равные, но они не равны ввиду разного объема, которое займут проводники при равном весе. Так катушки с большой высотой намотки выйдут эффективнее из алюминия, а с малой – из меди. Тут кроется основное «Но», определяющее выбор. Как известно, увеличение хода без потерь не происходит бесплатно, потребуется увеличивать и постоянный магнит, как обычно, несоразмерно. Ввиду этого фактора, будет различаться и характер использования конечных динамиков – качество или громкость.
Финальный раунд сыгран в ничью, но это только один бой, который не определяет исход войны. Исход войны определит изоляционный лак, которым покрыт проводник, и соединительный лак, который помогает намотке надежно держаться на каркасе.
Электро-изоляционные лаки образуют пленку на проводнике и отличаются стойкостью на пробой и термостойкостью – от этого зависит и вес проводника, и его характеристики. Керамика – самый надежный изолятор, но существенно увеличивает вес и цену намотки. Акриловые лаки проще, но теряют свойства даже при сравнительно небольшом нагреве. Так изоляционный лак выбирают в качестве некоего среднего варианта, чтобы обеспечить умеренный вес и достаточно надежную изоляцию, но требуемая термостойкость влияет на цену, так или иначе.
Клеящий лак отличается термостойкостью, он должен не просто надежно держать обмотку, но и не должен терять своих свойств с нагревом. У разных производителей он может быть разным, но разница в цене, как и в случае с изоляционным лаком, в основном, заключается в дороговизне обработки. Так, лаки воздушного отверждения требуют только нанесения и времени на сушку, а термоотверждаемые лаки требуют значительного и длительного нагрева. Чем выше термостойкость требуется, тем выше нагрев для отверждения лака, тем выше конечная стоимость изделия.
Таким образом, именно качество лака определяет реальную разницу между различными вариантами намотки. Ввиду использования разных по качеству и методу отверждения лаков, стоимость намотки может отличаться в несколько раз, как будут отличаться и качества звуковой катушки. К сожалению, как нигде в природе, вы и тут не увидите роста качества изделия, соразмерного росту цены.
Подведем итоги второй части. Как обычно, итоги простые и краткие. В зависимости от материалов, применяемых для изготовления звуковой катушки, можно судить о «характере» динамика. Еще один важный урок, который следует усвоить в очередной раз — тут нет чудес, «бесплатным сыр бывает только в мышеловке». Обо всем этом вы и так всегда догадывались, но теперь имеете лишь чуть больше знаний. Впереди ждет третья часть – «проблемная». Продолжение следует…
Тема: Изготовление новой катушки
Опции темы
после чего возможно получится достаточно мощный динамик небольшого размера.
теперь нюансы:
1) чем отклеивать магниты и катушку (диффузор полипропиленовый)
2) как рассчитать диаметр провода
3) из чего сделать и как намотать катушку
4) где взять мощные магниты
5) из чего сделать керн (станки есть)
Эксперимент ради эксперимента, или конкретная задача что-то получить?
АсаЛаб, вроде, делает. По крайней мере у них на сайте так напи*сано. Да и Ламер_со_стажем «хитрые» 8″-ые головки у них заказал.
конкретная задача.
занимаюсь вопросами формирования аккустической волны в жидкости
Что-то подобное где-то уже видел, а называется оно «постановщик помех» и используется на подлодках, хотя может и ещё где-нибудь.
Растворитель или смывка для краски.
Радиовещание и электроакустика (учебник для вузов), специальная электротехника (тоже)
Обмотка из меди, каркас из алюм. фольги, номекса, каптона.
Мощность зависит от состава (сплава), технологии намагничивания.
Специальная низкоуглеродистая сталь (ГОСТ не помню),в худшем случае конструкционная, но обязательно прокат!
Точить на станке задний фланец с керном, это-ж где такую болванку взять и во сколько она обойдётся а сколько металла в утиль? Хотя занятие это очень увлекательное (по себе знаю).
Добавлено через 3 минуты
Насколько я видел нижних фланцев от динамиков, у них либо литьем сделано, либо керн вштампован во фланец.
предполагал взять фланец и вштамповать или вварить в него выточенный отдельно керн
Литья там нет, керны рубятся из прутка, а потом запрессовываются с фланцем. Буржуи умеют это делать по технологии порошковой металлургии, получается как литая(с виду),
Представьте себе, что есть НЧ-динамик, у которого вполне определенная звуковая катушка и магнитная система. И есть желание увеличить мощность в 2-3 раза.
Что делать? А давай намотаем катушку толстым проводом, чтобы можно было больше ток туда запустить!
Токарный станок есть.
Но при это падает магнитная индукция в зазоре и соотвественно КПД динамика (или чувствительность).
Что получаем в итоге?
Мощность (ПОТРЕБЛЯЕМАЯ) действительно возрастет в 2-3 раза, т.е. потребуется более мощный усилитель. Но чувствительность упадет.
И звуковая мощность практически не измениться.
В НЧ-динамике ЗВУКОВАЯ мощность определяется площадью диффузора и его ходом. Я бы еще сказал, что главным здесь является прочность диффузора. Нужно ведь не только подвести большую мощность на катушку, но еще и отдать эту мощность в пространство! И с хорошим КПД.
конкретная задача.
занимаюсь вопросами формирования аккустической волны в жидкости.
. сделать новую катушку большой длинны, приклеить 3-4 мощных магнита и сделать новый керн
Если динамик будет излучать мощность в жидкость (плотность в 1000 раз больше, чем у воздуха), то нужен динамик небольшой!
Кажется у АСЫ есть динамик 5″ с алюминиевым диффузором. Вот в него поставить бы магнитную систему от 100ГДН-3, ну и катушку соответсвующую!
И алюминиевый диффузор не будет размокать от воды.
да, приблизительно такое решение и хочу получить.
5″-10″ с мощностью 100-500вт
дифф алюминий или пластик на резиновом подвесе
после чего возможно получится достаточно мощный динамик небольшого размера.
теперь нюансы:
1) чем отклеивать магниты и катушку (диффузор полипропиленовый)
2) как рассчитать диаметр провода
3) из чего сделать и как намотать катушку
4) где взять мощные магниты
5) из чего сделать керн (станки есть)
Добавлено через 6 минут
не нужен ни пластик ни Ал. есть очень хороший материал раньше его использовали для изготовления поплавкой типа очень жесткого пенопласта и диффузор делать плоским
жескость подбирать толщиной