RU129735U1 - DYNAMIC SPEAKER - Google Patents

Abstract

1. Динамический громкоговоритель, содержащий цилиндрический корпус из магнитомягкого железа, торцевую стенку цилиндрического корпуса, дисковые концентраторы магнитного потока из магнитомягкого железа, комбинированную магнитную систему, которая включает в себя, как минимум, два кольцевых постоянных магнита с осевой намагниченностью и встречно расположенными одноименными магнитными полюсами, расположенный с зазорами между ними, кольцевой постоянный магнит с радиальной намагниченностью и магнитным полюсом на внешней стороне, одинаковым с встречно расположенными магнитными полюсами кольцевых постоянных магнитов с осевой намагниченностью, закрепленные на торцевой стенке соосно с цилиндрическим корпусом с помощью керна, первый каркас с подвижной кольцевой катушкой, связанный с центрирующей шайбой и диффузором, второй каркас с неподвижной обмоткой возбуждения, отличающийся тем, что второй каркас с неподвижной кольцевой обмоткой возбуждения закреплен на внутренней стенке цилиндрического корпуса против кольцевых постоянных магнитов с зазором между внешней стороной кольцевых постоянных магнитов и внутренней поверхностью второго каркаса.2. Громкоговоритель по п.1, отличающийся тем, что неподвижная обмотка возбуждения выполнена в виде отдельных секций, каждая из которых охватывает радиальный магнитный поток с силовыми магнитными линиями одного направления.3. Громкоговоритель по п.1, отличающийся тем, что подвижная кольцевая катушка, имеющая возможность возвратно-поступательного движения, размещена в зазоре между внешней стороной кольцевых постоянных магнитов и внутренней поверхностью второго карк1. A dynamic loudspeaker comprising a cylindrical casing made of soft magnetic iron, an end wall of the cylindrical casing, disk concentrators of magnetic flux made of soft magnetic iron, a combined magnetic system that includes at least two annular permanent magnets with axial magnetization and opposite magnetic poles of the same name located with gaps between them, an annular permanent magnet with radial magnetization and a magnetic pole on the outside, is the same with opposite magnetic poles of annular permanent magnets with axial magnetization, fixed on the end wall coaxially with the cylindrical body using a core, the first frame with a movable ring coil connected to a centering washer and a diffuser, the second frame with a fixed field winding, characterized in that the second frame with a fixed annular field winding is mounted on the inner wall of the cylindrical body against ring permanent magnets with a gap between the outer side ring permanent magnets and the inner surface of the second frame. 2. The loudspeaker according to claim 1, characterized in that the stationary excitation winding is made in the form of separate sections, each of which covers a radial magnetic flux with magnetic lines of force in one direction. The loudspeaker according to claim 1, characterized in that the movable ring coil, with the possibility of reciprocating motion, is placed in the gap between the outer side of the ring permanent magnets and the inner surface of the second frame

Description

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в акустических системах, акустических колонках большой мощности, в гидроакустики.The utility model relates to radio engineering and can be used in speakers, high-power speakers, in hydroacoustics.

Известно устройство, содержащее комбинированную магнитную систему, которая включает в себя цилиндрический корпус, кольцевой концентратор магнитного потока, керн из магнитомягкого железа, два кольцевых постоянных магнита с осевой намагниченностью и встречно расположенными одноименными магнитными полюсами, а между ними кольцевой постоянный магнит с радиальной намагниченностью и магнитным полюсом на внешней стороне, одинаковым с встречно расположенными магнитными полюсами, каркас с кольцевой катушкой, размещенный в зазоре между внутренней стенкой корпуса и внешней стороной кольцевых постоянных магнитов (см. патент на полезную модель RU 100693 U1, опубл. 20.12.2010 Бюл. №35) - прототип.A device is known comprising a combined magnetic system, which includes a cylindrical body, an annular magnetic flux concentrator, a core made of soft magnetic iron, two annular permanent magnets with axial magnetization and opposed magnetic poles of the same name, and between them an annular permanent magnet with radial magnetization and magnetic pole on the outer side, the same with counter magnetic poles, a frame with an annular coil, located in the gap between the inside enney wall of the housing and the outside of the ring of permanent magnets (see utility model patent RU 100693 U1, published 20.12.2010 Bulletin №35...) - a prototype.

Недостатком прототипа является недостаточная надежность при длительной работе с большими амплитудами колебаний по причине возможной поломки выводов звуковой катушки, и конструктивные ограничения возможности достижения больших амплитуд колебаний звуковой катушки.The disadvantage of the prototype is the lack of reliability during prolonged operation with large amplitudes of oscillations due to possible breakdown of the conclusions of the voice coil, and structural limitations of the ability to achieve large amplitudes of vibration of the voice coil.

Технический результат заключается в устранении выше перечисленных недостатков.The technical result is to eliminate the above disadvantages.

Технический результат достигается тем, что динамический громкоговоритель содержит цилиндрический корпус из магнитомягкого железа, торцевую стенку цилиндрического корпуса, дисковые концентраторы магнитного потока из магнитомягкого железа, комбинированную магнитную систему, которая включает в себя, как минимум, два кольцевых постоянных магнита с осевой намагниченностью и встречно расположенными одноименными магнитными полюсами, расположенный с зазорами между ними, кольцевой постоянный магнит с радиальной намагниченностью и магнитным полюсом на внешней стороне, одинаковым с встречно расположенными магнитными полюсами кольцевых постоянных магнитов с осевой намагниченностью, закрепленные на торцевой стенке соосно с цилиндрическим корпусом с помощью керна, первый каркас с подвижной кольцевой катушкой, связанный с центрирующей шайбой и диффузором, второй каркас с неподвижной обмоткой возбуждения.The technical result is achieved by the fact that the dynamic loudspeaker comprises a cylindrical casing made of soft magnetic iron, an end wall of the cylindrical casing, disk concentrators of magnetic flux made of soft magnetic iron, a combined magnetic system, which includes at least two annular permanent magnets with axial magnetization and opposed magnetic poles of the same name, located with gaps between them, an annular permanent magnet with radial magnetization and a magnet pole on the outer side, the same with the opposite magnetic poles of the ring permanent magnets with axial magnetization, mounted on the end wall coaxially with the cylindrical body using a core, the first frame with a movable ring coil connected to the centering washer and diffuser, the second frame with a fixed winding excitement.

Особенностью является то, что второй каркас с неподвижной кольцевой обмоткой возбуждения закреплен на внутренней стенке цилиндрического корпуса против кольцевых постоянных магнитов с зазором между внешней стороной кольцевых постоянных магнитов и внутренней поверхностью второго каркаса. Неподвижная обмотка возбуждения выполнена в виде отдельных секций, каждая из которых охватывает радиальный магнитный поток с силовыми магнитными линиями одного направления. Подвижная кольцевая катушка, имеющая возможность возвратно-поступательного движения, размещена в зазоре между внешней стороной кольцевых постоянных магнитов и внутренней поверхностью второго каркаса с неподвижной кольцевой обмоткой возбуждения. Подвижная кольцевая катушка содержит один или несколько слоев с рядом короткозамкнутых витков, изолированных друг от друга. Относительные размеры упомянутых составных элементов находятся в следующих пределах: толщина дисковых кольцевых концентраторов магнитного потока должна обеспечивать минимальное магнитное сопротивление магнитному потоку, снимаемого с прилегающей площади соответствующего магнитного полюса; длина каждой секции неподвижной кольцевой обмотки возбуждения должна обеспечивать перекрытие магнитного потока кольцевых постоянных магнитов только с одним направлением магнитных силовых линий; длина набора короткозамкнутых витков подвижной кольцевой катушки больше суммарной длины намотки всех секций неподвижной кольцевой обмотки возбуждения на удвоенное значение максимально необходимо амплитуды колебаний диффузора, величина зазора между внешней стороной кольцевых постоянных магнитов и внутренней поверхностью второго каркаса с неподвижной кольцевой обмоткой возбуждения должна быть минимальной и обеспечивающей свободное возвратно-поступательное движение подвижной кольцевой катушки.The peculiarity is that the second frame with a fixed annular field winding is fixed on the inner wall of the cylindrical body against ring permanent magnets with a gap between the outer side of the ring permanent magnets and the inner surface of the second frame. The stationary excitation winding is made in the form of separate sections, each of which covers a radial magnetic flux with magnetic lines of force in one direction. A movable ring coil, with the possibility of reciprocating motion, is placed in the gap between the outer side of the ring permanent magnets and the inner surface of the second frame with a fixed annular field winding. The movable ring coil contains one or more layers with a series of short-circuited turns isolated from each other. The relative dimensions of the said constituent elements are in the following ranges: the thickness of the disk ring concentrators of the magnetic flux should provide the minimum magnetic resistance to the magnetic flux taken from the adjacent area of the corresponding magnetic pole; the length of each section of the stationary annular field winding should ensure that the magnetic flux of the ring permanent magnets overlaps with only one direction of the magnetic field lines; the length of the set of short-circuited turns of the movable ring coil is greater than the total winding length of all sections of the stationary ring field winding by twice the maximum amplitude of the diffuser oscillations, the gap between the outer side of the ring permanent magnets and the inner surface of the second frame with the stationary ring winding should be minimal and provide free reciprocating movement of a movable ring coil.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена конструкция динамического громкоговорителя.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows the design of a dynamic loudspeaker.

Динамический громкоговоритель содержит цилиндрический корпус 1 из магнитомягкого железа, торцевую стенку 2 цилиндрического корпуса 1, дисковые концентраторы 3, 4 магнитного потока из магнитомягкого железа, комбинированную магнитную систему, которая включает в себя, как минимум, два кольцевых постоянных магнита 5, 6 с осевой намагниченностью и встречно расположенными одноименными магнитными полюсами, расположенный с зазорами δ между ними, кольцевой постоянный магнит 7 с радиальной намагниченностью и магнитным полюсом на внешней стороне, одинаковым с встречно расположенными магнитными полюсами кольцевых постоянных магнитов 5, 6 с осевой намагниченностью, закрепленные на торцевой стенке 2 соосно с цилиндрическим корпусом 1 с помощью керна 8, первый каркас 9 с подвижной кольцевой катушкой 10, связанный с центрирующей шайбой 11 и диффузором 12, второй каркас 13 с неподвижной обмоткой возбуждения. Второй каркаса 13 с неподвижной кольцевой обмоткой возбуждения закреплен на внутренней стенке цилиндрического корпуса 1 против кольцевых постоянных магнитов 5, 6, 7 с зазором Δ между внешней стороной кольцевых постоянных магнитов 5, 6, 7 и внутренней поверхностью второго каркаса 13. Неподвижная обмотка возбуждения выполнена в виде отдельных секций 14, 15, 16, каждая из которых охватывает радиальный магнитный поток с силовыми магнитными линиями одного направления. Подвижная кольцевая катушка 10, имеющая возможность возвратно-поступательного движения, размещена в зазоре Δ между внешней стороной кольцевых постоянных магнитов 5, 6, 7 и внутренней поверхностью второго каркаса 13 с неподвижной кольцевой обмоткой возбуждения. Подвижная кольцевая катушка 10 содержит один или несколько слоев с рядом короткозамкнутых витков, изолированных друг от друга. Относительные размеры упомянутых составных элементов находятся в следующих пределах: толщина а дисковых кольцевых концентраторов 3, 4 магнитного потока должна обеспечивать минимальное магнитное сопротивление магнитному потоку, снимаемого с прилегающей площади соответствующего магнитного полюса; длина каждой секции L_C1, L_C2 неподвижный кольцевой обмотки возбуждения должна обеспечивать перекрытие магнитного потока кольцевых постоянных магнитов 5, 6, 7 только с одним направлением магнитных силовых линий; длина L_K набора короткозамкнутых витков подвижной кольцевой катушки 10 больше суммарной длины (L_C1+2L_C2) намотки всех секций неподвижной кольцевой обмотки возбуждения на удвоенное значение l_х максимально необходимой амплитуды колебаний диффузора 12; величина зазора

Δ между внешней стороной кольцевых постоянных магнитов 5, 6, 7 и внутренней поверхностью второго каркаса 13 с неподвижной кольцевой обмоткой возбуждения должна быть минимальной и обеспечивающей свободное возвратно-поступательное движение подвижной кольцевой катушки 10.The dynamic loudspeaker comprises a cylindrical body 1 made of soft magnetic iron, an end wall 2 of the cylindrical body 1, disk concentrators 3, 4 of magnetic flux made of soft magnetic iron, a combined magnetic system that includes at least two annular permanent magnets 5, 6 with axial magnetization and counter-opposed magnetic poles of the same name, located with gaps δ between them, an annular permanent magnet 7 with radial magnetization and a magnetic pole on the outside, about axially magnetized with opposite magnetic poles of annular permanent magnets 5, 6 with axial magnetization, fixed to the end wall 2 coaxially with the cylindrical body 1 using a core 8, the first frame 9 with a movable ring coil 10 connected to a centering washer 11 and a diffuser 12, the second frame 13 with a fixed field winding. The second frame 13 with a fixed annular field winding is fixed on the inner wall of the cylindrical body 1 against the ring permanent magnets 5, 6, 7 with a gap Δ between the outer side of the ring permanent magnets 5, 6, 7 and the inner surface of the second frame 13. The stationary field winding is made in in the form of separate sections 14, 15, 16, each of which covers a radial magnetic flux with magnetic lines of force in one direction. A movable ring coil 10, with the possibility of reciprocating motion, is placed in the gap Δ between the outer side of the ring permanent magnets 5, 6, 7 and the inner surface of the second frame 13 with a fixed ring field winding. The movable ring coil 10 contains one or more layers with a series of short-circuited turns isolated from each other. The relative dimensions of the mentioned constituent elements are in the following ranges: the thickness a of the disk ring concentrators 3, 4 of the magnetic flux should provide the minimum magnetic resistance to the magnetic flux taken from the adjacent area of the corresponding magnetic pole; the length of each section L _C1 , L _C2 fixed ring excitation winding should provide overlapping magnetic flux ring permanent magnets 5, 6, 7 with only one direction of magnetic field lines; the length L _{K of the} set of short-circuited turns of the movable ring coil 10 is greater than the total length (L _C1 + 2L _C2 ) of the winding of all sections of the stationary annular field winding by twice the value l _{x of the} maximum required amplitude of the diffuser 12; gap value

Δ between the outer side of the ring permanent magnets 5, 6, 7 and the inner surface of the second frame 13 with a fixed ring field winding should be minimal and providing free reciprocating motion of the movable ring coil 10.

Величина зазора δ обеспечивается выбором высоты кольцевых распорок 17 из диамагнетика (δ=h/2), где h - высота кольцевых постоянных магнитов 5, 6, 7, а величина l_х максимально возможной амплитуды колебаний диффузора 12 определяется высотой 1 упорной кольцевой втулкой 18 из диамагнетикаThe size of the gap δ is provided by the choice of the height of the annular struts 17 from the diamagnet (δ = h / 2), where h is the height of the ring permanent magnets 5, 6, 7, and the value l _{x of the} maximum possible oscillation amplitude of the diffuser 12 is determined by the height 1 of the thrust ring sleeve 18 of diamagnetics

В основу работы электрической схемы громкоговорителя положен принцип работы вариометра. При подаче электрического сигнала на выводы 19 неподвижной кольцевой обмотки возбуждения в короткозамкнутых витках кольцевой катушки 10 будет проводиться ток. Взаимодействие короткозамкнутых витков с наведенными токами с магнитным потоком кольцевых постоянных магнитов 5, 6, 7 вызовет появление силы, действующей на витки в соответствующем направлении. При перемещении подвижной кольцевой катушки 10 число короткозамкнутых витков с наведенными токоми будет оставаться неизменным. Чтобы обеспечить воздействие силы на все витки с током в одном направлении, необходимо каждые соседние секции 14 и 15, 15 и 16 неподвижной обмотки возбуждения соединить последовательно-встречно при одинаковом направлении намотки всех секции 14, 15, 16 и последовательно-согласно, при смене направления намотки, от секции к секции, на обратное. Предложенная конструкция полезной модели имеет высокую надежность от поломки соединительных проводов, в виду того, что, в отличии от прототипа, подвижная катушка не имеет выводов. Независимость числа короткозамкнутых витков с током от положения неподвижной кольцевой катушки 10 относительно кольцевых постоянных магнитов 5, 6, 7 позволяет достичь больших амплитуд колебаний диффузора 12,The loudspeaker circuitry is based on the principle of operation of a variometer. When an electrical signal is applied to the terminals 19 of the stationary annular field winding, current will be conducted in the short-circuited turns of the annular coil 10. The interaction of short-circuited turns with induced currents with a magnetic flux of ring permanent magnets 5, 6, 7 will cause the appearance of a force acting on the turns in the corresponding direction. When moving the movable ring coil 10, the number of short-circuited turns with induced currents will remain unchanged. In order to ensure the effect of force on all turns with current in one direction, it is necessary to connect each adjacent section 14 and 15, 15 and 16 of the stationary excitation winding in series, in the opposite direction with the same winding direction of all sections 14, 15, 16 and in series according to the change of direction winding, from section to section, on the reverse. The proposed design of the utility model has high reliability from breakage of the connecting wires, in view of the fact that, unlike the prototype, the movable coil has no conclusions. The independence of the number of short-circuited turns with current from the position of the stationary ring coil 10 relative to the ring permanent magnets 5, 6, 7 allows you to achieve large amplitudes of vibrations of the diffuser 12,

Claims (5)

1. Динамический громкоговоритель, содержащий цилиндрический корпус из магнитомягкого железа, торцевую стенку цилиндрического корпуса, дисковые концентраторы магнитного потока из магнитомягкого железа, комбинированную магнитную систему, которая включает в себя, как минимум, два кольцевых постоянных магнита с осевой намагниченностью и встречно расположенными одноименными магнитными полюсами, расположенный с зазорами между ними, кольцевой постоянный магнит с радиальной намагниченностью и магнитным полюсом на внешней стороне, одинаковым с встречно расположенными магнитными полюсами кольцевых постоянных магнитов с осевой намагниченностью, закрепленные на торцевой стенке соосно с цилиндрическим корпусом с помощью керна, первый каркас с подвижной кольцевой катушкой, связанный с центрирующей шайбой и диффузором, второй каркас с неподвижной обмоткой возбуждения, отличающийся тем, что второй каркас с неподвижной кольцевой обмоткой возбуждения закреплен на внутренней стенке цилиндрического корпуса против кольцевых постоянных магнитов с зазором между внешней стороной кольцевых постоянных магнитов и внутренней поверхностью второго каркаса.1. A dynamic loudspeaker comprising a cylindrical casing made of soft magnetic iron, an end wall of the cylindrical casing, disk concentrators of magnetic flux made of soft magnetic iron, a combined magnetic system that includes at least two annular permanent magnets with axial magnetization and opposite magnetic poles of the same name located with gaps between them, an annular permanent magnet with radial magnetization and a magnetic pole on the outside, is the same with opposite magnetic poles of annular permanent magnets with axial magnetization, fixed on the end wall coaxially with the cylindrical body using a core, the first frame with a movable ring coil connected to a centering washer and a diffuser, the second frame with a fixed field winding, characterized in that the second frame with a fixed annular field winding is mounted on the inner wall of the cylindrical body against ring permanent magnets with a gap between the outer side ring permanent magnets and the inner surface of the second frame. 2. Громкоговоритель по п.1, отличающийся тем, что неподвижная обмотка возбуждения выполнена в виде отдельных секций, каждая из которых охватывает радиальный магнитный поток с силовыми магнитными линиями одного направления.2. The loudspeaker according to claim 1, characterized in that the stationary excitation winding is made in the form of separate sections, each of which covers a radial magnetic flux with magnetic force lines in one direction. 3. Громкоговоритель по п.1, отличающийся тем, что подвижная кольцевая катушка, имеющая возможность возвратно-поступательного движения, размещена в зазоре между внешней стороной кольцевых постоянных магнитов и внутренней поверхностью второго каркаса с неподвижной кольцевой обмоткой возбуждения.3. The loudspeaker according to claim 1, characterized in that the movable ring coil, with the possibility of reciprocating motion, is placed in the gap between the outer side of the ring permanent magnets and the inner surface of the second frame with a fixed ring field winding. 4. Громкоговоритель по п.1, отличающийся тем, что подвижная кольцевая катушка содержит один или несколько слоев с рядом короткозамкнутых витков, изолированных друг от друга.4. The loudspeaker according to claim 1, characterized in that the movable ring coil contains one or more layers with a series of short-circuited turns isolated from each other. 5. Громкоговоритель по п.1, отличающийся тем, что относительные размеры упомянутых составных элементов находятся в следующих пределах: толщина дисковых кольцевых концентраторов магнитного потока должна обеспечивать минимальное магнитное сопротивление магнитному потоку, снимаемого с прилегающей площади соответствующего магнитного полюса; длина каждой секции неподвижной кольцевой обмотки возбуждения должна обеспечивать перекрытие магнитного потока кольцевых постоянных магнитов только с одним направлением магнитных силовых линий; длина набора короткозамкнутых витков подвижной кольцевой катушки больше суммарной длины намотки всех секций неподвижной кольцевой обмотки возбуждения на удвоенное значение максимально необходимой амплитуды колебаний диффузора; величина зазора между внешней стороной кольцевых постоянных магнитов и внутренней поверхностью второго каркаса с неподвижной кольцевой обмоткой возбуждения должна быть минимальной и обеспечивающей свободное возвратно-поступательное движение подвижной кольцевой катушки.

5. The loudspeaker according to claim 1, characterized in that the relative sizes of the said constituent elements are in the following ranges: the thickness of the disk annular magnetic flux concentrators should provide the minimum magnetic resistance to the magnetic flux taken from the adjacent area of the corresponding magnetic pole; the length of each section of the stationary annular field winding should ensure that the magnetic flux of the ring permanent magnets overlaps with only one direction of the magnetic field lines; the length of the set of short-circuited turns of the movable ring coil is greater than the total length of the winding of all sections of the stationary ring field winding by twice the maximum required amplitude of the diffuser; the gap between the outer side of the ring permanent magnets and the inner surface of the second frame with a fixed annular field winding should be minimal and providing free reciprocating motion of the movable ring coil.

Images