Пути, способы и ухищрения для уменьшения индуктивности катушек электродинамических звуковых преобразователей.

[Папа Карло]

Всем добра. Как бы вопрос в топике.

Для чего это нужно думаю, что это очевидно.

Прошу высказывать идеи, мысли, мнения по данной теме, включая описания возможных реализаций.

[Папа Карло]

разрезание каркаса снижает, но полностью не устраняет вихревые токи Фуко. Они всё равно возникают, но текут более хитрым путём. Например по краям гильзы, которые находятся вне магнитного зазора, текут возвратные токи.

Ну так и я про это говорю. Потому что разрезание кольца Фарадея тоже ничего не меняет.

---------- Сообщение добавлено 15:26 ---------- Предыдущее сообщение было 15:20 ----------

[QUOTE=hydr;2680916]

Как Вы объясните замедленное падение катушки с незамкнутым металлическим каркасом? Контур не замкнут, а падает она медленно.

Автор ролика объясняет токи Фуко. Но обратите внимание, как только замыкают контур демпфирующее действие значительно возрастает.

С уважением hydr.

Да, так. Но тут как бы вся катушка умещается в зазоре и ее используют как КЗ контур совместно с каркасом. Когда же мы попытаемся изготовить массивное кольцо Фарадея положение дел несколько изменится потому что мы вынужденно увеличивая толщину кольца одновременно увеличим ширину зазора. Из за чего уменьшится индукция, а с нею и токи Фуко при более толстом кольце будут тормозить не лучше, чем с тонким кольцом и тонким зазором.

[SilentS]

разрезание каркаса снижает, но полностью не устраняет вихревые токи Фуко. Они всё равно возникают, но текут более хитрым путём. Например по краям гильзы, которые находятся вне магнитного зазора, текут возвратные токи.

Какие-то оценки или расчеты по этой теме вам не встречались? На первый теоретический взгляд, разрезание каркаса должно снижать токи фуко до пренебрежимо малой величины.
С другой стороны, эффект снижения мех. добротности на разрезанном карасе всё же присутствует. Но я бы списал его на неоднородности магнитного поля в зазоре, которая вполне может достигать +/-10% и более. Неоднородная компонента магнитного поля изначально будет создавать аксиально-несимметричные вихревые токи, и там разрез особо не мешает.

---------- Сообщение добавлено 15:42 ---------- Предыдущее сообщение было 15:15 ----------

Ну так и я про это говорю. Потому что разрезание кольца Фарадея тоже ничего не меняет.

Ерунда. Разрезание кольца полностью уничтожает его эффективность, это как обрыв в катушке. Ищите ошибку в своих экспериментах.

Да, так. Но тут как бы вся катушка умещается в зазоре и ее используют как КЗ контур совместно с каркасом. Когда же мы попытаемся изготовить массивное кольцо Фарадея положение дел несколько изменится потому что мы вынужденно увеличивая толщину кольца одновременно увеличим ширину зазора. Из за чего уменьшится индукция, а с нею и токи Фуко при более толстом кольце будут тормозить не лучше, чем с тонким кольцом и тонким зазором.

Проводящий каркас и демодулирующее кольцо на керне - совершенно разные вещи, созданные под разные задачи.

Демодулирующее кольцо нужно только для того, чтобы магнитный поток, создаваемый катушкой, не влиял на магнитное поле в магнетопроводе.
Позитивные эффекты: уменьшение искажений, уменьшение индуктивности, увеличение чувствительности
Негативные эффекты: уменьшает сечение магнетопровода, может греться.
Чем лучше проводит это кольцо - тем сильнее позитивные эффекты. Идеальное демодулирующее кольцо - из сверхпроводника, но, конечно, в реальности их делают из меди. Разрезанное кольцо имеет нулевую эффективность.

Проводящий каркас нужен для лучшего охлаждения катушки и увеличения его жесткости.
Известно, что в металлах теплопроводность и электропроводность связаны. Поэтому чем лучше проводит металл электричество - тем лучше и тепло, поэтому медь и алюминий будут хорошо работать в плане теплопроводности, но, поскольку алюминиевый каркас более жесткий и легкий, то используют его.
Негативный эффект - наведенные в каркасе вихревые токи Фуко двигают создают силу Лоренца, тянущую каркас в противоположную сторону от катушки. Соответственно, падает чувствительность. Вихревые токи греют каркас. Поэтому, чем больше токи Фуко в каркасе - тем хуже с любой точки зрения, их нужно давить любым способом. Проводящий каркас не служит для снижения индуктивности головки!
По сути, замкнутый каркас - это полная аналогия замкнутого витка в трансформаторе, и от него один негатив. Поэтому каркас разрезают, но из-за своей вытянутой геометрии (и, подозреваю, еще неоднородность магнитного поля играет некоторую роль, см. ответ Саму) один разрез не подавляет токи Фуко на 100% (а насколько именно - я не знаю, надо уметь считать). Я видел каркасы с несколькими разрезами. И вообще, чем больше разрезов - тем лучше гасятся вихревые токи и тем меньше негативные эффекты, но и жесткость каркаса тоже падает. Хотя задачу улучшения теплопроводности такой каркас с кучей разрезов всё еще прекрасно решает.

[_Сам_]

Какие-то оценки или расчеты по этой теме вам не встречались? На первый теоретический взгляд, разрезание каркаса должно снижать токи фуко до пренебрежимо малой величины.

нет не встречались.
Возникла чисто умозрительная идея после просмотра видео с ютубчега.

Рассмотрим развертку токопроводящей гильзы с разрезом

Серая зона - это область магнитного зазора.
При движении каркаса по вертикали возникает ЭДС.
На краях каркаса появляется разность потенциалов.
Для опредлённости будем считать слева (+), а справа (-).
Если бы не было разреза, то цепь бы замкнулась, но из-за разреза этот путь для электронов закрыт, но ток всё равно может потечь из области высокого потенциала в область низкого по траектории красных контуров.

[теоретизирующий практик]

Если бы не было разреза, то цепь бы замкнулась, но из-за разреза этот путь для электронов закрыт, но ток всё равно может потечь из области высокого потенциала в область низкого по траектории красных контуров.

Именно так.
На этом же эффекте будет снижаться и индуктивность ЗК, но тем больше, чем лучше закорочено кольцо каркаса. В общем случае действие эффекта направлено на снижение эффективности преобразователя, однако.

Есть способ радикально снизить индуктивность ЗК. Примем высоту ЗК 20мм. Намотаем на керн вспомогательную компенсирующую обмотку (жестко, неподвижно), с числом витков, равным числу витков ЗК. Желательно намотать эту катушку высотой, например, 5мм (или 30мм). Включим обе катушки к усилителю в "противофазном направлении", например последовательно (можно и параллельно). Сечение провода компенсирующей катушки побольше, чтобы не терять мощность УНЧ (не снижать общую отдачу). Высота компенсирующей катушки принимается меньше (больше) высоты ЗК для предупреждения динамического изменения суммарной индуктивности с перемещением ЗК.

[_Сам_]

Намотаем на керн вспомогательную компенсирующую обмотку

класс!
предлагаю дальнейшее развитие. Две катушки помещаем коаксиально в магнитный зазор. Включаем встречно, чтобы скомпесировать магнитный поток и минимизировать индуктивность. В результате на катушки будут действовать силы в противоположных направлениях. Каждой катушке даём двигать свой собственный диффузор. т.е. динамик получается с МС посередине и с двумя корзинами и двумя диффузорами смотрящими в противоположные направления.

[SilentS]

Есть способ радикально снизить индуктивность ЗК. Примем высоту ЗК 20мм. Намотаем на керн вспомогательную компенсирующую обмотку (жестко, неподвижно), с числом витков, равным числу витков ЗК. Желательно намотать эту катушку высотой, например, 5мм (или 30мм). Включим обе катушки к усилителю в "противофазном направлении", например последовательно (можно и параллельно). Сечение провода компенсирующей катушки побольше, чтобы не терять мощность УНЧ (не снижать общую отдачу). Высота компенсирующей катушки принимается меньше (больше) высоты ЗК для предупреждения динамического изменения суммарной индуктивности с перемещением ЗК.

Где-то встречал такую конструкцию. Ссылку, увы, уже не найти, но вариант рабочий (хотя и не факт, что нужный).

[Папа Карло]

Где-то встречал такую конструкцию. Ссылку, увы, уже не найти, но вариант рабочий (хотя и не факт, что нужный).

Вот пожалуй эта ссылка... http://www.reanimator-h.narod.ru/magn_s.htm



Технология AIC используется в некоторых динамиках фирмы Eighteen Sound...

---------- Сообщение добавлено 15:31 ---------- Предыдущее сообщение было 15:27 ----------

Разрезание кольца полностью уничтожает его эффективность, это как обрыв в катушке. Ищите ошибку в своих экспериментах.

Скорее всего дело в том, что разрезал, но контакт по стальному керну остался превосходный. После, когда попытался содрать кольцо, обнаружил следы то ли сварки то ли диффузии...

[Alm333]

Не работает ли сам керн как сердечник катушки, увеличивая ее индуктивность? Не мерил никто индуктивность зв. катушки в воздухе и ту же катушку, но одетую на керн? А так же одетую на керн с магнитом и без магнита.

[Папа Карло]

Не работает ли сам керн как сердечник катушки, увеличивая ее индуктивность? Не мерил никто индуктивность зв. катушки в воздухе и ту же катушку, но одетую на керн? А так же одетую на керн с магнитом и без магнита.

Работает конечно. А вот по поводу кольца есть нюансы о которых в общем то нигде ни слова... Кольцо на керн можно посадить двумя способами. Изолировав его от керна и не изолировав.

[теоретизирующий практик]

А вот по поводу кольца есть нюансы о которых в общем то нигде ни слова... Кольцо на керн можно посадить двумя способами. Изолировав его от керна и не изолировав.

Система осесимметричная. Величина круговых токов не должна зависеть от "радиального" контакта.
Но изоляция съедает полезный объём магнитного зазора. Поэтому смысла ставить изоляцию как бы нет.

По хорошему, кольцами надо обложить ЗК по всем возможным направлениям.
1.Керн с Т-образным полюсным наконечником и с медным кольцом на полюсе.
2.В суженной части Т-керна - толстое длинное кольцо. Чем длиннее, тем лучше.
3.Поверх керна - толстый медный диск (толщина на всю выступающую часть обмотки ЗК).
4.Полюсная поверхность фланца - с кольцом.
5.Под фланцем и над фланцем - толстые и длинные медные кольца.
Получится минимально достижимая индуктивность, с минимальной девиацией от положения ЗК.

Кроме снижения индуктивности будет обеспечено улучшенное охлаждение ЗК.

По большому счёту, важна не индуктивность ЗК, как таковая, а "постоянная времени катушки". Это отношение индуктивности к омическому сопротивлению. При одинаковых конструктивных параметрах, эта постоянная обычно тем меньше, чем меньше поперечное сечение ЗК (произведение толщины обмотки на высоту). С уменьшением постоянной времени, одновременно падает произведение BL.

[Папа Карло]

Поэтому смысла ставить изоляцию как бы нет.

Изоляцией может выступить даже анодировка стали. Это микронные толщины к тому же ничего не добавляющие и не убавляющие в размерах.

По хорошему, кольцами надо обложить ЗК по всем возможным направлениям.
1.Керн с Т-образным полюсным наконечником и с медным кольцом на полюсе.
2.В суженной части Т-керна - толстое длинное кольцо. Чем длиннее, тем лучше.
3.Поверх керна - толстый медный диск (толщина на всю выступающую часть обмотки ЗК).
4.Полюсная поверхность фланца - с кольцом.
5.Под фланцем и над фланцем - толстые и длинные медные кольца.
Получится минимально достижимая индуктивность, с минимальной девиацией от положения ЗК.

Вы это все сами пробовали?

При одинаковых конструктивных параметрах, эта постоянная обычно тем меньше, чем меньше поперечное сечение ЗК (произведение толщины обмотки на высоту).

Обычно под поперечным сечением у катушек понимают всю площадь внутри обмотки. А как Вы предлагаете что то туго понимаю...

[Dzymytch]

Какие-то оценки или расчеты по этой теме вам не встречались? На первый теоретический взгляд, разрезание каркаса должно снижать токи фуко до пренебрежимо малой величины. ....

У Джона Вандеркооя в статье этот вопрос рассмотрен весьма подробно (статья есть на pearl hi fi)

A Modelof Loudspeaker Driver Impedance
Incorporating Eddy Currents in the Pole Peace.

Если совсем кратко, проводящий каркас лучше разрезать сразу в двух местах.

[Папа Карло]

У Джона Вандеркооя в статье этот вопрос рассмотрен весьма подробно (статья есть на pearl hi fi)

A Model of Loudspeaker Driver Impedance
Incorporating Eddy Currents in the Pole Peace.

Если совсем кратко, проводящий каркас лучше разрезать сразу в двух местах.

То есть это модель ? Просто наши ребята с Диффузора давно режут каркасы как новогодние фонарики с шагом по 3-5 мм ... это где то 26 разрезов на каркасе диаметром 1 дюйм...

[eksaedr]

Две катушки помещаем коаксиально в магнитный зазор

неполучится.

[Папа Карло]

неполучится.

Технология AIC давненько используется. То есть уже получилось и выпускается несколько моделей динамиков. А вот выгода как всегда имеет спорные моменты.
http://www.eighteensound.com/en/tech...dance-control/

[eksaedr]

Нарисуйте чертёж и убедитесь. На одной МС не выйдет.(если мы об одном говорим).

[Папа Карло]

Нарисуйте чертёж и убедитесь. На одной МС не выйдет.(если мы об одном говорим).

Он уже нарисован в моем сообщении №47 и ссылка на ресурс с разъяснялками...

[eksaedr]

Так это совсем нето, о чём говорит Сам.

[_Сам_]

Так это совсем нето, о чём говорит Сам.

а если я нарисую эскиз, что мне за это будет?

[eksaedr]

Взмёте с полки пиражок, там их два, брать средний. Да я понимаю, о чем вы говорите. Не получится, в смысле неимеет смысла снижать мощность двигателя, проще взять два динамика.