Катушка индуктивности для акустики своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

Кроме повреждения подвеса, диффузора и попадания механических частиц в зазор магнитной системы, владельцам акустических систем иногда приходится встречаться с более серьёзным дефектом. Это перемотка динамика своими руками. Точнее его звуковой катушки. В редких случаях перематывать приходится и исправную катушку, если этого требует согласование громкоговорителей с усилителем низкой частоты. Перемотка требует полной разборки, кроме магнитной системы. Основные электродинамические головки, используемые в бытовой технике, имеют не разборную конструкцию. Только головки большой мощности, применяемые для озвучивания больших площадей, допускают многократный демонтаж, с последующей сборкой.

Как перемотать динамик своими руками

Если отказал громкоговоритель акустической системы не следует сразу его извлекать и начинать разбирать. Часто причиной отказа является обычный обрыв соединительных проводов в колонке или проводников, идущих от звуковой обмотки к контактам громкоговорителя. Только после проверки всех цепей с помощью тестера можно приступать к демонтажу. Чтобы извлечь катушку динамика нужно последовательно выполнить ряд операций. Все работы нужно проводить на удобном столе. Сначала нужно вынуть громкоговоритель из акустической системы, отпаяв соединительные провода и отвернув винты крепления. Затем отпаять проводники, идущие от звуковой обмотки на контактную колодку. Это делать нужно очень аккуратно, поскольку соединительные проводники имеют структуру канатика, где тонкие медные жилы перевиты с тонкими хлопковыми нитками.

Как наматываются катушки на динамиках

Замена или перемотка катушки динамика своими руками начинается с отклеивания всех элементов подвижной системы. Сначала нужно демонтировать пылезащитный колпачок или мембрану, которая имеет форму купола и располагается в центральной части диффузора.Для того чтобы отделить его без повреждений следует нанести растворитель на место приклеивания по периметру колпачка. Можно использовать пластиковый шприц, на который надета игла со сточенным кончиком. В шприц заливается растворитель и тонкой полоской наносится на место склейки. Наносить растворитель нужно очень аккуратно, чтобы он не растекался по поверхности диффузора. Использовать для этой цели кисточку не рекомендуется, так как от неё может оторваться волос и попасть в зазор магнитной системы.

Клеевые составы на разных моделях могут отличаться, поэтому начинать лучше всего со спирта и потом переходить на более активные вещества, такие как растворитель 646 или ацетон. Чтобы предотвратить быстрое испарение растворителя, после нанесения, динамическую головку нужно поместить в полиэтиленовый мешок. Через 10 минут мембрана легко отделяется с помощью тонкой пластинки.

Намотка катушки динамика

Далее нужно таким же способом отклеить диффузор. Периметр акустического отражателя достаточно большой, поэтому отделять его следует постепенно. Сначала обильно пропитывается растворителем небольшой участок. Через некоторое время, когда растворитель впитается, нужно тонкой и острой пластиной отделить край диффузора от металлической корзины. Чтобы он не приклеился обратно, под него подкладывается тонкая пластинка из пластика. Постепенно так обрабатывается весь периметр. Следующий этап разборки это отделение центрального подвеса. Это не всегда удаётся сделать. Этот элемент конструкции может быть приклеен настолько надёжно, что даже продолжительная обработка места склейки растворителем не всегда приводит к нужному результату. В этом случае придётся срезать центральный подвес. Это нужно делать очень острым предметом и как можно ближе к месту склейки. Тогда конструкцию можно восстановить без проблем. После того как диффузор вместе со звуковой обмоткой окажется снят, нужно заклеить скотчем зазор магнитной системы, чтобы избежать попадания туда каких-либо механических частиц.

Как сделать обмотку динамика

Намотка катушек динамиков это тонкая и ответственная работа. От качественного её выполнения зависит, будет ли громкоговоритель работать или его придётся выбросить. Сначала старую обмотку следует смотать, при этом считать число витков. Эти данные пригодятся для намотки нового изделия. Если провод не сгорел и не рассыпался витки можно не подсчитывать, а измерить длину проволоки. Затем её диаметр определяется микрометром и на основании этих данных подбирается проволока для перемотки динамика. Часто бывает, что сильно пострадала бумажная гильза. В этом случае придётся не только менять обмотку, но делать самостоятельно новый каркас. Для того чтобы изготовление гильзы и намотка прошло успешно, обязательно понадобится оправка,на которой эти работы будут производиться. Использование оправки сделает работу более удобной и предотвратит деформацию бумажной гильзы в процессе намотки. Если перемотка динамиков своими руками разовая операция, то оправка нужного диаметра делается из любого материала, который легко обрабатывается. Тем, кто постоянно ремонтирует громкоговорители, потребуется набор металлических разрезных оправок.

Разрез нужен для того, чтобы оправку можно было слегка сжать и снять с неё готовое изделие.

Перемотка звуковой катушки динамика

При эффективной работе акустических систем на максимальных уровнях громкости редко бывает, когда звуковая система перегорает аккуратно и в одном месте. Обычно после разборки громкоговорителя видно чёрные и обугленные витки. Если каркас сделан из бумаги, то он так же сильно обгорает и его нужно заменить. В качестве материала для гильзы используется специальная бумага. Конкретных рекомендаций здесь быть не может, так как используется тот материал, который имеется под рукой. Для изготовления гильзы звуковой катушки хорошо подойдёт тонкая алюминиевая фольга диаметром 0,05-0,1 мм. Основа получится лёгкой, а тонкий металл лучше отводит тепло.

Самое главное при намотке это применение соответствующего клея. Очень часто после восстановления звуковой катушки, громкоговоритель, через некоторое время, снова выходил из строя.Обмотка не перегорела, но её витки сползали с гильзы из-за того, что при работе использовался клей низкой термостойкости. Многие современные клеящие составы размягчаются при температуре 80-1000С, поэтому от выбора клея зависит результат работы. Отличные результаты даёт клей на спиртовой основе типа БФ-2, БФ-4, БФ-6, но их трудно достать. Для громкоговорителей низкой частоты и большой мощности, в качестве материала для гильзы, хорошо подойдёт алюминиевая фольга от банок с прохладительными напитками.

Замена катушки динамика

Перед тем, как приступать к намотке, нужно сделать расчёт катушки динамика. Обычное сопротивление громкоговорителей составляет 4 или 8 Ом. Если известен размер гильзы, длина провода и его диаметр, то достаточно отмерить нужный кусок медного провода и выполнить намотку. Она обязательно наматывается виток к витку в два или три слоя. Сначала на оправку наворачивается прокладка затем гильза. Витки, в процессе намотки, нужно фиксировать клеем. Как мотать катушку динамика.

Намотка выполняется строго виток к витку, поэтому чтобы намотка аккуратно ложилась на гильзу, по бокам, нужно сделать бортики из плотной бумаги. В этом случае придётся следить только за ровностью намотки. Провод для перемотки динамиков может быть марки ПЭВ-1, ПЭВ-2 или ПЭВТЛ. Последний тип предпочтительнее, так как он обладает более высокой стойкостью к нагреванию. При ремонте громкоговорителя своими руками не рекомендуется менять диаметр провода.

Ремонт катушки динамика своими руками

Для получения ровной обмотки на оправке лучше всего использовать намоточный станок. Его можно сделать самостоятельно или использовать готовый инструмент. Подойдёт закреплённая в тисках ручная дрель. После того как катушка готова её следует проклеить термостойким клеем и высушить используя бытовой фен. После тщательной просушки можно приступать к сборке громкоговорителя. Не рекомендуется одновременно приклеивать центрирующую шайбу и подвес диффузора к корзине. Сначала лучше приклеить центральную упругую шайбу. Перед этим звуковую систему нужно отцентрировать на керне магнитной системы, чтобы в процессе работы громкоговорителя не было слышно шороха и скрипа. Для этого из листа бумаги сворачивается трубочка и вводится в зазор магнитной системы между катушкой и керном. Затем приклеивается центрирующая шайба. Если при нажатии рукой диффузор перемещается мягко и без зацепления, то можно клеить подвес диффузора.

Сейчас на сайте

Справка по Coil32

Новое на сайте

В первую очередь витки намотки должны быть расположены как можно ближе друг к другу. Тогда их взаимоиндукция, которая вносит весомый вклад в суммарную индуктивность катушки, тоже максимальна. Это условие соблюдается если сечение обмотки имеет круглую форму. На практике сделать такую намотку многослойной катушки с большим числом витков довольно проблематично, поэтому используют квадратное сечение. Оно всего лишь на 1.1% уступает круглому по эффективности.
Во вторых, индуктивность каждого витка прямо пропорциональна его диаметру, поэтому нам нужен как можно больший диаметр намотки чтобы получить максимальную индуктивность.

На рисунке ниже изображен поперечный разрез четырех катушек. Для намотки каждой из них используется проволока одинаковой длины, но диаметр намотки разный. Крайняя катушка слева удовлетворяет всем требования, изложенным выше, но она не является оптимальной. Поскольку индуктивность обмотки в целом пропорциональна квадрату числа витков, левая катушка не будет иметь высокой индуктивности, потому что при увеличении диаметра у нас просто не хватит провода для большого числа витков. Крайняя катушка справа имеет большое количество витков, но она также не оптимальна по двум причинам. Диаметр каждого витка мал (особенно в первых рядах намотки), что приводит к низкой индуктивности на виток. Кроме того, расстояние между крайними витками по диагоналям поперечного сечения обмотки велико. Это приводит к слабой взаимоиндукции между ними. В итоге пропорциональность индуктивности квадрату числа витков нарушается и суммарная индуктивность этом случае тоже далека от максимально возможной.

Очевидно, что оптимум лежит где то посередине. Впервые параметры такой оптимальной катушки вычислил Д. Максвелл еще в XIX веке. Он определил такую катушку при соотношении 2R/c = 3.7. В 1931 году H. Brooks написал статью, в которой уточнил выкладки Максвелла и рассчитал идеальные значения размеров для такой оптимальной катушки 2R/c = 2.967. Или проще: R = 3c/2. Или еще проще: l = c, D = 2c. Такая оптимальная многослойная катушка называется катушкой Брукса. Он вывел простую формулу расчета индуктивности такой оптимальной катушки:

Именно такая катушка Брукса рекомендуется как идеальный вариант многослойной катушки без сердечника для акустического фильтра.

Обратим ваше внимание, что наиболее известная формула расчета многослойных катушек рассчитывает так называемую катушку Вилера. Она похожа на катушку Брукса, но должна удовлетворять условию R ≈ c ≈ l и поэтому не является оптимальной.

Для определенной индуктивности и диаметра провода существует только один вариант размеров катушки Брукса. Модуль расчета оптимальных многослойных катушек Coil64 позволяет вычислить таблицу катушек Брукса с вариантами размеров под разные диаметры провода. В таблице, кликнув правой кнопкой мыши по заголовку, вы можете скрыть ненужные столбцы таблицы. Таким же способом можно удалить ненужные строки из расчета. Результаты можно сохранить в файл CSV для дальнейшей обработки.

Еще одним важным моментом при расчете индуктивности такой катушки является учет так называемой плотности намотки. В основном окне программы предполагается, что многослойная катушка имеет так называемую послойную намотку. Это когда виток следующего слоя расположен прямо над витком предыдущего. На практике чаще, особенно если намотка идет достаточно большим диаметром провода, витки следующего слоя попадают в канавки между витками предыдущего. Такая намотка называется ортоциклической. В этом случае намотка получается более плотной, чем считает программа, и с тем же числом витков индуктивность выходит меньше расчетной. Учесть это позволяет введение коэффициентов относительного шага намотки по оси и по радиусу. Идея заимствована у автора программы CalcCoils Дмитрия Ветрова , за что ему особая благодарность. В случае ортоциклической намотки отношение pr/d ≈ 0.87. Кроме того, каждый намоточный станок имеет свои особенности, учесть которые позволяет экспериментальный подбор коэффициентов плотности намотки для конкретного станка. При массовом изготовлении катушек это позволяет сделать расчет более точным. Учитывать толщину изоляции в таком случае смысла не имеет. Общая длина провода цилиндрической спиральной намотки рассчитывается по известной формуле Пифагора. Зная общую длину провода несложно вычислить его сопротивление постоянному току.

Использование литцендрата для намотки катушки позволяет существенно снизить потери в ней на высокочастотном краю звукового диапазона. Это происходит из-за снижения тепловых потерь в катушке обусловленных скин-эффектом. Замена сплошного провода на литцендрат такого же диаметра крайне мало влияет на величину индуктивности, поэтому намотка литцендратом в программе не учитывается.

Использование катушек без сердечника в акустических фильтрах из-за их габаритов, веса и высокой стоимости имеет смысл только в Hi-End системах с малым уровнем искажений. В более дешевых системах допускается использование магнитных сердечников с разомкнутой магнитной цепью, желательно из материалов с высокой индукцией насыщения. Оптимальной намоткой для такой катушки уже не является катушка Брукса. Ее форма будет зависеть от параметров сердечника. Расчет таких катушек по простым формулам невозможен. Необходимо использовать электромагнитные симуляторы, такие как ANSYS MAXWELL 3D. С их помощью можно не только рассчитать такую катушку, но и вычислить оптимальный вариант намотки для конкретного сердечника.

Частоты не те, можно забить и не учитывать.
Сопротивление катушки с сердечником обычно малО, и при замене на без сердечника нужно постараться сделать его ненамного большим. Сильно отличающееся сопротивление последовательно с басовиком меняет его полную добротность в оформлении и может привести к бубнению.
Если задачу конкретизировать (что за АС, что за динамик) можно более конкретно ответить.
Кроме размера и экономии меди у сердечников нет преимуществ.

АС mission m33 ,параллельно родной катушке 0.9 мГн включен резистор 10 Ом и конденсатор 0.68мкФ это коррекция катушки или динамика что делать с этой цепью? спасибо за ответ, и к чему относится "частоты не те" а если сердечник специально подобран?

Это коррекция динамика, фильтр пробка. 0.9 мГн небольшой номинал, можно смело катушку мундорф или интертехника проводом диаметром 1.4 мм. С цепью не делать ничего.
Частоты не те, это значит, что любой сердечник работает килогерц до 50, поэтому без сердечника будет все также, только меньше искажений.

На всякий случай - какое активное сопротивление катушки? И АС восьми или четырехомные?

Георгий, а существенна ли разница будет в звуке при применении катушек, намотанных эмалированным проводом, литцендратом, медной лентой?

замена катушки на равную по индуктивности, но большего на 1ом сопротивления привела к провалу высоких а точнее к подъему низких т.к. баланс восстановился при обходе резистора в вч фильтре! но при включении нч секции через добавочный резистор 2.7 ОМ эффект обратный - нч ослабляются. где ошибка?

Цитата
замена катушки на равную по индуктивности, но большего на 1ом сопротивления привела к провалу высоких а точнее к подъему низких т.к. баланс восстановился при обходе резистора в вч фильтре! но при включении нч секции через добавочный резистор 2.7 ОМ эффект обратный - нч ослабляются. где ошибка?

Цитата

Один Ом это много. Добротность меняется - подъем низких, фильтр может поехать слегка.
Нет ошибок, наверное. просто не надо вслепую такие вещи делать. я тоже не могу лечить без анамнеза. ))

Цитата
Георгий, а существенна ли разница будет в звуке при применении катушек, намотанных эмалированным проводом, литцендратом, медной лентой?

Я не эзотерик. Разница есть, но если речь идет о том, чтобы вколотить в фильтр лишних двести баксов. я подумаю, может другие динамики лучше использовать.
Короче. я никогда себе не поставлю катушки намотанные серебряной лентой и ценой 300 евро за штуку.
А по типу конкретному надо видеть фильтр и весь проект. На бас в трехполоске вполне обычные катушки и проводом потолще. На СЧ последовательно можно ленточные. А по литцендрату надо просто смотреть, так не скажешь.

Мне показалось, что тема имеет отличие от указанной вами темы. По крайней мере, я так думаю. Можно сказать, что форумами ранее не пользовался по причине преобладания на них ругани и брани. По моему, этого всего и так много, в современном мире. Вот и хотелось, так сказать сделать тихую гавань, чтобы не нужно было никому ничего доказывать. И не с целью глобального развития, была открыта эта ветка, но с целью увидеть творчество других людей. Возможно существуют люди, которым также, захочется поделиться своей работой, без большого желания делать подробные и утомительные доказывания своей точки зрения. Человек и так уже зашел далеко в своем "развитии". Возможно еще не все потеряно.

Сегодня удалось послушать и сравнить один из образцов АС автора. Приятно удивило. Не думал что 10ГД36 могут так звучать. Слушали разный звуковой материал,на разных усилителях(ламповых).Сравнивали с АС Sony G4.У самодельных прекрасные НЧ(не намного уступающие Sony,отличная середина.Немного подкачали ВЧ. Но что взять с 3ГД31. Никогда не считал его нормальным ВЧ дином. В целом АС заслуживает внимания(особенно с маломощными ламповыми усилителями,усилитель на 6Ф3П показал себя с этими АС,даже при мощности 1 вт,громкости хватало в комнате 16 кв). Автору-респект.

Читайте также: