RU129734U1

RU129734U1 - DYNAMIC SPEAKER

Info

Publication number: RU129734U1
Application number: RU2012147838/28U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Фёдорович Афанасьев; Дмитрий Владимирович Рябов
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2013-06-27

Abstract

1. Динамический громкоговоритель, содержащий магнитную систему, которая включает в себя цилиндрический корпус из магнитомягкого железа, дисковый магнитопровод в виде торцевой стенки цилиндрического корпуса из магнитомягкого железа, как минимум, два кольцевых постоянных магнита с осевой намагниченностью и встречно расположенными одноименными магнитными полюсами, закрепленных с помощью тонкостенного крепежного стакана из непроводящего материала внутри цилиндрического корпуса и соосно с ним на торцевой стенке, керн из магнитомягкого железа, первый каркас с внешней подвижной кольцевой катушкой и второй каркас с внутренней подвижной кольцевой катушкой, которые закреплены соосно на общей дисковой связке из немагнитного материала, связанной с центрирующей шайбой и диффузором, отличающийся тем, что внутри цилиндрического корпуса, над зазором между кольцевыми постоянными магнитами с их внешней стороны, размещена внешняя неподвижная кольцевая обмотка возбуждения в каркасе из непроводящего материала, а внутри отверстия, на керне, размещена внутренняя неподвижная кольцевая обмотка возбуждения в каркасе из непроводящего материала с выводами обеих неподвижных кольцевых обмоток возбуждения через отверстия в торцевой стенке цилиндрического корпуса.2. Громкоговоритель по п.1, отличающийся тем, что первый каркас с внешней подвижной кольцевой катушкой размещен в зазоре между внешней огибающей кольцевых постоянных магнитов и внутренней поверхностного каркаса внешней неподвижной кольцевой обмотки возбуждения, а второй каркас с внутренней подвижной кольцевой катушкой размещен в отверстии кольцевых постоянн1. A dynamic loudspeaker containing a magnetic system, which includes a cylindrical casing made of soft magnetic iron, a disk magnetic circuit in the form of the end wall of a cylindrical casing made of soft magnetic iron, at least two ring permanent magnets with axial magnetization and opposite magnetic poles of the same name fixed to using a thin-walled mounting cup of non-conductive material inside the cylindrical body and aligned with it on the end wall, soft magnetic core iron, the first frame with an external movable ring coil and the second frame with an internal movable ring coil, which are fixed coaxially to a common disk bundle of non-magnetic material associated with a centering washer and diffuser, characterized in that inside the cylindrical body, above the gap between the ring permanent magnets from their outer side, an external stationary annular field winding is placed in the frame of non-conductive material, and inside the hole, on the core, an internal stationary ring is placed th excitation winding in a frame of non-conducting material with both terminals fixed annular excitation windings through the openings in the end wall of the cylindrical korpusa.2. The loudspeaker according to claim 1, characterized in that the first frame with an external movable annular coil is placed in the gap between the external envelope of the ring permanent magnets and the inner surface frame of the external stationary annular excitation coil, and the second frame with an internal movable ring coil is placed in the hole of the ring constant

Description

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в акустических системах инфранизких частот большой мощности, а так же в гидротехнических аппаратах и других изделиях.The utility model relates to radio engineering and can be used in acoustic systems of infra-low frequencies of high power, as well as in hydraulic equipment and other products.

Известно устройство, содержащее магнитную систему из кольцевых постоянных магнитов с осевой намагниченностью, размещенных внутри цилиндрического корпуса из магнитомягкого железа и сосно с ним, две подвижных кольцевых катушки, размещенные внутри отверстия кольцевых постоянных магнитов и по внешней огибающей кольцевых постоянных магнитов, выводы которых закреплены на стенках диффузора (см. патент на полезную модель RU 100692 U1, опубл. 20.12.2010 Бюл. №35) - прототип.A device is known that contains a magnetic system of annular permanent magnets with axial magnetization located inside a cylindrical casing of magnetically soft iron and pine with it, two movable annular coils located inside the openings of annular permanent magnets and along an external envelope of annular permanent magnets, the conclusions of which are fixed to the walls diffuser (see patent for utility model RU 100692 U1, publ. 12/20/2010 Bull. No. 35) - prototype.

Недостатком прототипа является низкая надежность при длительной эксплуатации с большой амплитудой колебаний диффузора за счет возможной поломки выводов кольцевых катушек, закрепленных на стенке колеблющегося диффузора, от усталости при изгибных деформациях и вибраций, а так же ограниченность возможностей достижения большого хода диффузора.The disadvantage of the prototype is its low reliability during long-term operation with a large amplitude of diffuser vibrations due to the possible breakdown of the outputs of the ring coils mounted on the wall of the oscillating diffuser from fatigue during bending deformations and vibrations, as well as the limited possibilities for achieving a large stroke of the diffuser.

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 магнитную систему, которая включает в себя цилиндрический корпус из магнитомягкого железа, дисковый магнитопровод, в виде торцевой стенки цилиндрического корпуса, из магнитомягкого железа, как минимум, два кольцевых постоянных магнита с осевой намагниченностью и встречно расположенными одноименными магнитными полюсами, закрепленных с помощью тонкостенного крепежного стакана из непроводящего материала внутри цилиндрического корпуса и соосно с ним на торцевой стенке, керн из магнитомягкого железа, первый каркас с внешней подвижной кольцевой катушкой и второй каркас с внутренней подвижной кольцевой катушкой, которые закреплены соосно на общей дисковой связке из немагнитного материала, связанной с центрирующей шайбой и диффузором.The technical result is achieved by the fact that the dynamic loudspeaker contains a magnetic system, which includes a cylindrical body made of soft magnetic iron, a disk magnetic circuit, in the form of the end wall of a cylindrical body, made of soft magnetic iron, at least two annular permanent magnets with axial magnetization and opposed magnetic poles of the same name, fixed with a thin-walled mounting cup of non-conductive material inside the cylindrical body and aligned with it on the end wall, a core made of soft magnetic iron, the first frame with an external movable ring coil and the second frame with an internal movable ring coil, which are mounted coaxially on a common disk bundle of non-magnetic material associated with a centering washer and diffuser.

Особенностью является то, что внутри цилиндрического корпуса над зазором между кольцевыми постоянными магнитами с их внешней стороны, размещена внешняя неподвижная кольцевая обмотка возбуждения в каркасе из непроводящего материала, а внутри отверстия, на керне, размещена внутренняя неподвижная кольцевая обмотка возбуждения в каркасе из непроводящего материала, с выводами обеих неподвижных кольцевых обмоток возбуждения через отверстия в торцевой стенке цилиндрического корпуса. Первый каркас с внешней подвижной кольцевой катушкой размещен в зазоре между внешней огибающей кольцевых постоянных магнитов и внутренней поверхностью каркаса внешней неподвижной кольцевой обмотки возбуждения, а второй каркас с внутренней подвижной кольцевой катушкой размещен в отверстии кольцевых постоянных магнитов в зазоре между внутренней поверхностного тонкостенного крепежного стакана из непроводящего материала и внешней огибающей каркаса внутренний неподвижной кольцевой обмотки возбуждения, причем обе подвижные кольцевые катушки содержат по одному или несколько слоев с короткозамкнутыми витками, изолированными друг от друга. Относительные размеры упомянутых составных элементов находятся в следующих пределах: длина внешней и внутренней неподвижных кольцевых обмоток возбуждения равна величине зазора между одноименными магнитными полюсами кольцевых постоянных магнитов, а длина набора каждого слоя короткозамкнутых витков обеих подвижных кольцевых катушек больше величины зазора между одноименными магнитными полюсами кольцевых постоянных магнитов не менее, чем на удвоенное значение амплитуды колебаний диффузора.The peculiarity is that inside the cylindrical body above the gap between the ring permanent magnets on their outer side, there is an external stationary ring field winding in a frame of non-conductive material, and inside the hole, on a core, an internal stationary ring field winding in a frame of non-conductive material, with the findings of both stationary annular field windings through the holes in the end wall of the cylindrical body. The first frame with an external movable ring coil is placed in the gap between the external envelope of the ring permanent magnets and the inner surface of the frame of the external stationary annular excitation coil, and the second frame with the internal movable ring coil is placed in the hole of the ring permanent magnets in the gap between the inner surface thin-walled mounting cup of non-conductive material and the outer envelope of the frame of the inner fixed annular field winding, both movable ring coils contain one or more layers with short-circuited turns isolated from each other. The relative dimensions of the said constituent elements are in the following limits: the length of the outer and inner stationary annular field windings is equal to the gap between the same-name magnetic poles of the ring permanent magnets, and the length of the set of each layer of short-circuited turns of both moving ring coils is greater than the gap between the same-name magnetic poles of the ring permanent magnets no less than twice the value of the amplitude of the oscillations of the diffuser.

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 магнитную систему, которая включает в себя цилиндрический корпус 1 из магнитомягкого железа, дисковый магнитопровод в виде торцевой стенки 2 цилиндрического корпуса 1 из магнитомягкого железа, как минимум, два кольцевых постоянных магнита 3 с осевой намагниченностью и встречно расположенными одноименными магнитными полюсами, закрепленных с помощью тонкостенного крепежного стакана 4 из непроводящего материала внутри цилиндрического корпуса 1 и соосно с ним на торцевой стенке 2, керн 5 из магнитомягкого железа, первый каркас 6 с внешней подвижной кольцевой катушкой 7 и второй каркас 8 с внутренней подвижной кольцевой катушкой 9, которые закреплены соосно на общей дисковой связке 10 из немагнитного материала, связанной с центрирующей шайбой 11 и диффузором 12. Внутри цилиндрического корпуса 1 над зазором δ между кольцевыми постоянными магнитами 3 с их внешней стороны размещена внешняя неподвижная кольцевая обмотка возбуждения 13 в каркасе 14 из непроводящего материала, а внутри отверстия, на керне 5, размещена внутренняя неподвижная кольцевая обмотка возбуждения 15 в каркасе 16 из непроводящего материала с выводами 17, 18 обеих неподвижных кольцевых обмоток возбуждения через отверстия в торцевой стенке 2 цилиндрического корпуса 1. Первый каркас 6, с внешней подвижной кольцевой катушкой 7, размещен в зазоре Δ1 между внешней огибающей кольцевых постоянных магнитов 3 и внутренней поверхностного каркаса 14 внешней неподвижной кольцевой обмотки возбуждения, а второй каркас 8, с внутренней подвижной кольцевой катушкой 9, размещен в отверстии кольцевых постоянных магнитов 3 в зазоре Δ2 между внутренней поверхностного тонкостенного крепежного стакана 4 из непроводящего материала и внешней огибающей каркаса 16 внутренний неподвижной кольцевой обмотки возбуждения 15, причем обе подвижные кольцевые катушки 7, 9 содержат по одному или несколько слоев с короткозамкнутыми витками, изолированными друг от друга. Относительные размеры упомянутых составных элементов находятся в следующих пределах: длина L_В внешней и внутренней неподвижных кольцевых обмоток возбуждения равна величине зазора δ между одноименными магнитными полюсами кольцевых постоянных магнитов 3, а длина L_k набора каждого слоя короткозамкнутых витков обоих подвижных кольцевых катушек 7, 9 больше величины зазора δ между одноименными магнитными полюсами кольцевых постоянных магнитов 3 не менее, чем на удвоенное значение 1 амплитуды колебаний диффузора.The dynamic loudspeaker contains a magnetic system, which includes a cylindrical housing 1 made of soft magnetic iron, a disk magnetic circuit in the form of an end wall 2 of a cylindrical housing 1 made of soft magnetic iron, at least two annular permanent magnets 3 with axial magnetization and opposite magnetic poles of the same name, fixed using a thin-walled mounting cup 4 of non-conductive material inside the cylindrical body 1 and aligned with it on the end wall 2, core 5 of magnet iron, the first frame 6 with an external movable annular coil 7 and the second frame 8 with an internal movable annular coil 9, which are mounted coaxially on a common disk bundle 10 of non-magnetic material associated with a centering washer 11 and a diffuser 12. Inside the cylindrical body 1 above the gap δ between the ring permanent magnets 3 on their outer side there is an external stationary annular field winding 13 in the frame 14 of non-conductive material, and inside the hole, on the core 5, an internal fixed ring I excitation coil 15 in a frame 16 of non-conductive material with leads 17, 18 of both fixed annular field windings through holes in the end wall 2 of the cylindrical body 1. The first frame 6, with an external movable ring coil 7, is placed in the gap Δ1 between the outer envelope of the ring constants magnets 3 and the inner surface frame 14 of the outer stationary annular field coil, and the second frame 8, with the inner movable ring coil 9, is placed in the hole of the ring permanent magnets 3 in the gap Δ2 between to the inner surface thin-walled mounting cup 4 of non-conductive material and the outer envelope of the frame 16, the inner stationary annular field coil 15, both movable ring coils 7, 9 contain one or more layers with squirrel cages isolated from each other. The relative dimensions of the said constituent elements are in the following limits: length L _{In the} outer and inner fixed ring field windings is equal to the gap δ between the same magnetic poles of the ring permanent magnets 3, and the length L _{k of the} set of each layer of short-circuited turns of both moving ring coils 7, 9 is greater the gap δ between the same poles of the ring permanent magnets 3 not less than twice the value 1 of the amplitude of the diffuser.

Величину зазора δ между одноименными магнитными полюсами кольцевых постоянных магнитов 3 устанавливается распорной втулкой 19 из непроводящего материала, а величина 1 амплитуды колебаний диффузора 12 устанавливается опорной втулкой 20 из диамагнетика. Величина зазоров Δ1, Δ2 должна быть минимальной и обеспечивающей свободное возвратно-поступательное перемещение подвижных кольцевых катушек 7, 9.The gap value δ between the same magnetic poles of the ring permanent magnets 3 is set by the spacer sleeve 19 of non-conductive material, and the magnitude 1 of the oscillation amplitude of the diffuser 12 is set by the reference sleeve 20 of the diamagnet. The size of the gaps Δ1, Δ2 should be minimal and providing free reciprocating movement of the movable ring coils 7, 9.

В основу работы электрической схемы предложенной полезной модели динамического громкоговорителя положен принцип работы вариометра. При подаче электрического сигнала на выводы 17, 18 неподвижных кольцевых обмоток возбуждения 13, 15 в короткозамкнутых витках подвижных кольцевых катушек 7, 9 будет наводиться ток, взаимодействие которого с магнитным потоком, который выпучивается над зазором δ между одноименными магнитными полюсами с наружной стороны и внутри отверстия постоянных кольцевых магнитов 3, вызовет появление силы, действующей на витки с током по оси магнитной системы, направления которой определяется направлением тока в неподвижных кольцевых обмотках возбуждения 13 и 15. Число коротко замкнутых витков с наведенными токами при перемещении обеих подвижных кольцевых катушек 7, 9 при выбранном соотношении L_k≥(δ+21) будет оставаться постоянным, а сила, действующая на них, будет определяться амплитудой сигнала, что позволяет достичь больших амплитуд колебаний диффузора 12 и максимально возможного коэффициента преобразования энергии. Отсутствие, в отличии от прототипа, соединительных проводов, связанных с колеблющимся диффузором 12, исключает их поломку и обеспечивает высокую надежность громкоговорителя при длительной работе.The operation of the electrical circuit of the proposed utility model of a dynamic loudspeaker is based on the principle of operation of the variometer. When an electrical signal is applied to the terminals 17, 18 of the stationary ring field windings 13, 15 in the short-circuited turns of the moving ring coils 7, 9, a current will be induced whose interaction with the magnetic flux, which is bulging over the gap δ between the same pole from the outside and inside the hole permanent ring magnets 3, will cause the appearance of a force acting on the turns with current along the axis of the magnetic system, the direction of which is determined by the direction of the current in the stationary ring field windings 13 and 15. The number of shorted turns with induced currents by moving both the movable annular coils 7, 9 at a selected ratio of L _k ≥ (δ + 21) will remain constant and the force exerted on them, will be determined by the signal amplitude, which allows to get large oscillation amplitudes of the diffuser 12 and the maximum possible energy conversion coefficient. The absence, in contrast to the prototype, of the connecting wires associated with the oscillating diffuser 12, eliminates their breakdown and ensures high reliability of the speaker during continuous operation.

Claims

1. A dynamic loudspeaker containing a magnetic system, which includes a cylindrical casing made of soft magnetic iron, a disk magnetic circuit in the form of the end wall of a cylindrical casing made of soft magnetic iron, at least two ring permanent magnets with axial magnetization and opposite magnetic poles of the same name fixed to using a thin-walled mounting cup of non-conductive material inside the cylindrical body and aligned with it on the end wall, soft magnetic core iron, the first frame with an external movable ring coil and the second frame with an internal movable ring coil, which are fixed coaxially to a common disk bundle of non-magnetic material associated with a centering washer and diffuser, characterized in that inside the cylindrical body, above the gap between the ring permanent magnets from their outer side, an external stationary annular field winding is placed in the frame of non-conductive material, and inside the hole, on the core, an internal stationary ring is placed th excitation winding in a frame of non-conducting material with both terminals fixed annular excitation windings through the openings in the end wall of the cylindrical housing.

2. The loudspeaker according to claim 1, characterized in that the first frame with an external movable annular coil is placed in the gap between the external envelope of the ring permanent magnets and the inner surface frame of the external stationary annular excitation coil, and the second frame with an internal movable annular coil is placed in the hole of the annular of permanent magnets in the gap between the inner surface thin-walled mounting cup of non-conductive material and the outer envelope of the frame inner fixed annular about quipment excitation, both movable annular coil comprise one or more layers with short-circuited windings, isolated from each other.

3. The loudspeaker according to claim 1, characterized in that the relative sizes of the said constituent elements are in the following ranges: the length of the outer and inner fixed ring excitation windings is equal to the gap between the same magnetic poles of the ring permanent magnets, and the length of the set of each layer of short-circuited turns of both movable ring coils more than the gap between the same poles of the ring of permanent permanent magnets not less than twice the value of the amplitude of the diffusion oscillations pa.