Катушки для динамиков: как перемотать в домашних условиях

Звуковые катушки. Из чего сделана звуковая катушка,

Часть 1. Введение. Конструкция, основные параметры, принцип работы.

В общем, пожалуй, все и все, что известно о звуковой катушке. Казалось бы, «в основе» всех современных динамиков лежит простая конструкция, имеющая самые простые и понятные параметры. Но есть и другая сторона… Ввиду этой внешней простоты сегодня мало кто задумывается о тех трудностях, обязательствах и ограничениях, которые ложатся на этот очень сложный узел, определяющий если не все, то подавляющее большинство параметров, как работу динамика и его звук. Давайте узнаем вместе.

Для лучшего усвоения погружение в материал будет проходить плавно, от простого к сложному. И начнем мы с того, что большинству из вас уже известно, но стоит повторить: с фундаментальной конструкции. Мы не собираемся углубляться в природу, потому что все просто. Звуковая катушка представляет собой изолированный проводник, намотанный на каркас. Вот мы и определились с ключевыми элементами конструкции: обмоткой и каркасом. Остальные смотрите на картинке.

Понять, как работает подвижная катушка, будет не менее просто. Представьте себе пружину, которую оттягивают, отпускают, а затем резко тормозят: то, что после торможения вылетает в окружающую среду, и есть созданная звуковая волна. Значение катушки основано на том же принципе, и чтобы понять его, вам нужно выучить всего три шага…

1. Усилитель подает сигнал на катушку, ток проходит по катушке, создавая таким образом направленное магнитное поле. Чем сильнее сигнал, тем сильнее магнитное поле, создаваемое катушкой.
2. Поле, создаваемое катушкой, взаимодействует с полем постоянного магнита. Чем сильнее поля, тем сильнее взаимодействие.
3. Усилитель меняет полярность сигнала на определенной частоте, поэтому поле меняет направление, потому что катушка движется в разные стороны и разное количество раз в секунду.

Закрепленный таким образом на катушке диффузор создает звуковые волны той частоты, с которой движется катушка. Наша барабанная перепонка, колеблясь во времени волнами разной частоты, передает сигнал в мозг: это то, что мы называем звуком.

С параметрами звуковой катушки еще проще. Единственный прямой параметр, который известен большинству людей, это номинальное сопротивление. Это эталонный параметр, который не имеет смысла описывать катушку, но среди прочего необходим для правильного выбора и правильного использования усилителя мощности. Это удобно и стоит учитывать при выборе.

Есть ряд важных параметров, которые косвенно зависят от характеристик катушки. Это, в первую очередь, можно сказать о номинальной мощности динамика. Есть негласное правило, зная которое, можно легко оценить реальную номинальную мощность: катушка диаметром 1” = 50Вт RMS; 1,5″ = 100 Вт; 2″ = 250 Вт; 2,5″ = 500 Вт; 3″ = 1000 Вт; 4″ = 2000 Вт. Отклонения, конечно, допустимы, но обычно не превышают +-50%. Например, заявление 5000 Вт RMS для 3 «звуковая катушка, безусловно, не будет соответствовать действительности в сегодняшних условиях. Также очень полезно знать надежный ориентир номинальной мощности при выборе громкоговорителя и, конечно же, усилителя мощности для него.

Звуковая катушка состоит из проводника, намотанного на каркас. Это переменный магнит и взаимодействует с постоянным магнитом через магнитные поля. Имеет заданное номинальное сопротивление для удобства подбора и смены усилителя мощности. А зная диаметр звуковой катушки, можно легко оценить реальную мощность динамика.

На этом первая часть завершена, и вы только что приобрели достаточно знаний, чтобы не делать много ошибок! Как видите, все просто и понятно, пользуйтесь. Но все это уже много раз было сказано и написано, поэтому повторяем, а во второй части пойдем немного дальше. Продолжение следует…

Из чего состоит звуковая катушка

Давайте выясним, как материалы, из которых изготовлена ​​катушка, влияют на ее конкретные качества. Для начала определим «идеальное», попробуем охарактеризовать наилучшее состояние, а потом посмотрим, что имеем на современной практике.

Таким образом, идеальная рамка катушки должна…

• … быть достаточно прочным, чтобы легко переносить огромные грузы.
• … быть изготовлены с высокой точностью, чтобы поместиться в самых узких местах.
• … быть максимально легким для максимальной эффективности.
• …иметь максимальную магнитную проницаемость, чтобы не мешать работе полей.
• …иметь максимальную магнитную проницаемость, чтобы влиять на форму полей.
• … быстро рассеивает неограниченное количество тепла, чтобы предотвратить перегрев обмотки.
• … быстро и эффективно отводить пиковое тепло для охлаждения обмотки при длительных пробегах.
• …имеют хорошую адгезию.
• …дешевизна по понятным причинам.

Как видите, в этой простоте все очень сложно, многие требования к фреймворку противоречивы, многие невозможно достичь, не «убив» все остальное. Вот почему сегодня существует множество различных материалов, из которых изготавливаются оправы.

Самый распространенный материал каркаса – алюминий. Он достаточно прочный и легкий, технологии точного литья существуют и стоят дешево, обеспечивает эффективный отвод тепла, ухудшается магнитная проницаемость.

С адгезией еще хуже, поэтому для упрощения и улучшения качества сборки, улучшения многих других свойств на алюминий наносят различные покрытия, от анодированного и НОМЕКС до углеродного волокна, что увеличивает конечную стоимость на порядок.

Медь также используется в производстве рам. Медный каркас очень эффективно отводит тепло и имеет лучшую адгезию (по сравнению с алюминием), приемлемую цену. Из-за проблем с весом и низкой магнитной проницаемостью медные каркасы практически не используются.

Титан. Некоторые из самых эффективных оправ сделаны из этого металла. Такие каркасы прочны и легки, умеренно хорошо рассеивают тепло, обладают высокой магнитной проницаемостью. Как и в случае с другими металлами, требуется дополнительная модификация рамы. В то же время высокая сложность обработки и крайне высокая конечная цена препятствуют широкому распространению.
Сталь является своего рода антиподом титана. Дешево, но почти все параметры средние или ниже среднего.

Текстолит – еще один дешевый материал, который также имеет широкий спектр достоинств и недостатков. Магнитная проницаемость пластиков очень высока, поэтому эффективность динамиков с такими рамками очень высока. Средний вес, средняя прочность, высокая адгезия. Однако проблемы с отводом тепла существенно ограничивают возможности использования таких рам, поэтому их с успехом применяют для маломощных изделий.

Каптон — относительно новый материал, его стоимость выше текстолита, а вес меньше. Он приобрел все достоинства стеклопластиковых рам, но не избавился от их недостатков.

Композитные рамы являются наиболее актуальным направлением в промышленном производстве каркасов катушек. Производители используют разные материалы в разных комбинациях для достижения компромиссных характеристик. Есть простые соединения, например, алюминий + бакелитовая бумага, и сложные соединения, в состав которых входит множество элементов. С увеличением сложности рам увеличивается и стоимость изготовления, и, к сожалению, фактические положительные качества рам растут непропорционально цене.
Наноматериалы и нанотехнологии – об этом нельзя не упомянуть. Мы стоим на пороге изобретений иного, гораздо более высокого уровня. Вероятно, в ближайшем будущем появится материал, способный заменить все вышеперечисленное.

Идеальная обмотка звуковой катушки отвечает следующим требованиям…

• Минимальный вес.
• Максимальная и стабильная электрическая проводимость.
• Максимальная термостойкость.
• Максимальная мощность рассеивания тепла.
• Сильная изоляция.

В качестве основы для изготовления проводников широко используются два материала: медь и алюминий. Споры на эту тему не утихают до сих пор, поэтому давайте покончим с этой проблемой раз и навсегда.

Раунд 1. Вес. Давайте посчитаем, исходя из плотности: 8,93 г/см2 у меди против 2,7 у алюминия. Разница в 3,3 раза в пользу алюминия.

2 тур. Электропроводность. 58,1 млн См/м меди против 27,0 млн алюминиевых. Разница в 2,2 раза в пользу меди.

Раунд 3. Радиатор. 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 почти равны по сумме достоинств, но они не равны из-за разного объема, занимаемого гонщиками с одинаковым весом. Поэтому катушки с большой высотой намотки будут эффективнее выходить из алюминия, а с маленькой — из меди. Здесь кроется главное «но», определяющее выбор. Как известно, увеличение пробега без потерь не бесплатно, придется постоянный магнит увеличивать, как обычно, непропорционально.

В силу этого фактора характер использования конечных динамиков также будет разным: качественным или объемным.

Последний раунд играется вничью, но это всего лишь битва, не определяющая исход войны. Исход войны будет определять изоляционный лак, которым покрыт проводник, и соединительный лак, помогающий обмотке прочно держаться в каркасе.

Электроизоляционные лаки образуют на проводнике пленку и отличаются устойчивостью к разрыву и нагреву; от этого зависит как вес проводника, так и его характеристики. Керамика — самый надежный изолятор, но она значительно увеличивает вес и стоимость обмотки. Акриловые лаки проще, но теряют свои свойства даже при относительно небольшом нагреве. Поэтому электроизоляционный лак выбирают как некий промежуточный вариант, чтобы обеспечить умеренный вес и достаточно надежную изоляцию, но требуемая термостойкость все равно влияет на цену.

Клеевой лак термостойкий, он должен не только надежно удерживать обмотку, но и не должен терять своих свойств при нагреве. У разных производителей она может быть разной, но разница в цене, как и в случае с электроизоляционным лаком, заключается в основном в дороговизне обработки. Поэтому для воздушных лаков требуется только время нанесения и высыхания, а для термореактивных лаков требуется значительный и продолжительный нагрев. Чем выше требуемая термостойкость, чем выше температура отверждения лака, тем выше конечная стоимость продукта.

Цвет лака в зависимости от теплоты отверждения или без нагрева изменяется от однородного светлого цвета у лаков воздушной отверждения до темно-черных тонов в участках обмотки, подвергнутой сильному нагреву для отверждения высококачественного лака и имеющей наивысшую термостойкость.
Поэтому именно качество лака определяет реальную разницу между различными вариантами намотки. Из-за использования лаков разного качества и способа отверждения стоимость обмотки может отличаться в несколько раз, как и качество звуковой катушки. К сожалению, как нигде в природе, здесь вы не увидите повышения качества продукта, соизмеримого с ростом цены.Подведем итоги второй части. Как обычно, результаты просты и лаконичны. В зависимости от материалов, из которых изготовлена ​​звуковая катушка, можно судить о «характере» динамика. Еще один важный урок, который стоит усвоить еще раз: чудес не бывает, «бесплатный сыр бывает только в мышеловке». Вы всегда догадывались обо всем этом, но теперь у вас просто немного больше знаний.

Восстановил динамики без вложений. Играют не хуже новых

Недавно ко мне обратился друг с просьбой отремонтировать его колонки, а так как он любитель громкой музыки, то сделать это нужно было как можно быстрее.

Перемотка катушек — рутинная работа, но она того стоит, если вы не хотите покупать новые динамики.

Я предположил, что провод оторвался от катушки из-за большой нагрузки, а клей потерял свои свойства от нагрева, я предположил, что кабель оторвался от катушки из-за большой нагрузки, а клей потерял свои свойства от нагрева.

Для намотки катушки понадобится провод подходящего сечения, который будет примерно таким же, как и заводской.

С помощью растворителя 646, хорошо размягчающего клей, снял подвеску и центрирующую шайбу, а также приварил идущие в комплекте.

Вытащил с места сломанную катушку и штангенциркулем измерил сечение провода.

Сечение кабеля ориентировочное и равное 0,15 мм. Сечение кабеля ориентировочное и равное 0,15 мм.

Я нашел провод похожего сечения в роторе двигателя принтера.

Сечение аналогично заводскому, это важно, так как более толстый провод может просто не попасть в пространство жилы Сечение аналогично заводскому, это важно, так как возможно, что более толстый провод просто не войдет в пространство жилы.

При намотке новой катушки нужно учитывать, что сопротивление должно быть таким же, как и до пробоя, в моем случае 4 Ом. А сколько витков нужно намотать новым проводом я определил с помощью калькулятора. Я намотал 100 витков на трубку с диаметром катушки и измерил сопротивление, и уже с учетом этих цифр рассчитал количество витков, чтобы получить 4 Ома.

Далее я сделал оправку для катушки, диаметр которой точно подогнал скотчем, после чего намотал необходимое количество витков, постепенно пропитывая провод секундным клеем.

После высыхания сделал второй слой и припаял концы к проводам После высыхания сделал второй слой и припаял концы к проводам.

Когда клей полностью высох, я покрыл корзину динамика и подвеску центрирующей шайбой и собрал динамик. (Просматривая галерею).

Чтобы успеть отцентровать катушку, нужно использовать резиновый клей. Центровку делал с помощью листа А4, который вставил в пространство между катушкой и сердечником. Чтобы успеть отцентровать катушку, нужно использовать резиновый клей.

Когда клей высох, я проверил динамик усилителя на сибилянты генератором частоты, и только после проверки приклеил крышку на место.

Сопротивление катушки равно 4 Ом при поставке с завода Сопротивление катушки при поставке с завода равно 4 Ом.

Считаю ремонт удачным, поэтому отремонтировал еще 2 динамика, шипения и искажений не заметил, особенно с учетом того, что денег не тратил, кроме клея.

Перемотка динамика

Наверное, каждый радиолюбитель, да и не только радиолюбитель, спалил у себя дома колонки. Это может случиться с каждым. Выход из строя выходных транзисторов, перегрузка или производственный брак и многое другое может привести к выходу из строя катушки внутри динамика. Я хочу рассказать вам свой случай. Головка динамическая 25ГДН-3-4.

Ушел он от нас, войдя в мир духов, слушая хард-рок 🙂 Ушел чудесно. Сначала он начал тяжело дышать, а потом повалил густой зловонный дым. Пылезащитный колпачок расплавился. После разборки оказалось, что пол катушки тоже сгорел.

Перемотать его несложно, но работа требует терпения. Мне удалось намотать катушку только со второго раза. Итак, приступим к ремонту динамика.

1 этап — сбор информации в справочниках или в Интернете. Нужно найти данные о самом динамике, а особенно о катушке. Придется делать с нуля. Паспортные данные динамического босса:

• Эффективный диапазон рабочих частот — 50 — 5000 Гц
• Характеристический уровень чувствительности — 84 дБ/Вт*м
• Неравномерность АЧХ — 14 дБ
• Суммарные гармонические искажения — 3 — 6 %
• Номинальное электрическое сопротивление — 4 Ом
• Предельная мощность шума (паспорт) — 25 Вт
• Длительная максимальная мощность — 30 Вт
• Кратковременное ограничение мощности — 70 Вт
• Частота основного резонанса — 55 ±10 Гц
• Эквивалентный объем – 8 литров ваза
• Суммарная добротность — 0,5 ± 0,5 Qts
• Диаметр диффузора — 110 мм
• Размеры магнита — d110x16 мм
• Габаритные размеры — d125x79 мм (мои замеры — d125x73 мм)
• Вес — 2000г
• БСО 4.383001-85

И данные катушки динамика:

• Марка провода — ПЭТВ-1
• Диаметр проволоки — 0,224 мм
• Количество слоев обмотки — 2
• Количество витков в 1-м слое — 47
• Количество витков во 2-м слое — 46
• омическое сопротивление — 3,1±0,4 Ом
• Высота звуковой катушки — 22,5 мм
• Внутренний диаметр — 25,4 ммНаружный диаметр вместе с обмоткой – 26,6 мм

Есть информация. Подбираем нужный диаметр проволоки и переходим ко второму этапу.

Затем повторяем процедуру с растворителем и мешочком. Все работы с растворителем и клеем необходимо проводить на улице. Я делал это на балконе. Надеюсь, все прошло хорошо.

Сложите катушки одну за другой. Первую скрутку необходимо зафиксировать клеем или лаком. Раскатав первый слой, пропитайте его клеем. Потом второй слой и снова на клей. После высыхания снимите катушку с трубки и измерьте, как она входит в сердечник. Входить и выходить должно быть легко. Если где-то стирается, или вообще не подходит, переделываем заново.

4 этап — сборка. Прикрепите спиральную катушку к диффузору. Вы должны постараться сделать его как можно более плавным. На этот раз нужно использовать растворимый клей. Вдруг придется опять разбирать. Для этого я купил клей для склеивания резины. Припаиваем провода катушки к оплеткам на диффузоре.

Далее по инструкции на тюбике клея приклеиваем весь динамик.

Катушку с сердечником динамика следует центрировать куском тонкой пленки или пластика. Мы подключаемся. Разглаживаем льняную мембрану ножом или каким-нибудь плоским предметом. Чтобы надежно закрепить диффузор на раме, прикручиваем динамик к ровной поверхности саморезами.

Мы припаяли провод в оплетке к клеммам динамика и подождали несколько часов.

Этап 5: тест спикера. Открутите его от платы. Вынимаем основную пленку. Надавливая пальцами на диффузор, слушаем, нет ли трения от катушки. Если заедает, возвращаемся к этапу 2. Проверяем сопротивление катушки омметром. Все отлично? Затем мы подключили усилитель и слушали. Правильно собранный динамик будет звучать как новый. Если есть небольшое трение между бумагой катушки и сердечником, оно должно исчезнуть со временем. В случае трения проволоки катушки с наружной железной шайбой обязательно 2 этап. Если испытания прошли успешно, наклейте пылезащитный колпачок. В моем варианте я его отклеил растворителем от другого динамика.

Как видите, ничего сложного нет. Думаю, нецелесообразно перематывать маленькие маломощные динамики. Но это зависит от вашего желания. Может что-то можно упростить или сделать лучше. Всем удачной перемотки.

Как перемотать динамик своими руками

Если вышел из строя динамик акустической системы, то не стоит сразу его снимать и начинать разборку. Часто причиной выхода из строя является простой обрыв проводов подключения динамика или проводников, ведущих от звуковой обмотки к контактам динамика.

Только после проверки всех цепей тестером можно приступать к разборке. Чтобы снять катушку динамика, необходимо последовательно выполнить ряд операций. Вся работа должна проводиться за удобным столом.

Для начала необходимо снять динамик с акустической системы, отпаяв соединительные провода и открутив фиксирующие винты. Далее отпаяйте выводы, идущие от звуковой обмотки к клеммнику. Делать это нужно очень осторожно, так как соединительные жилы имеют шнуровую структуру, где тонкие медные провода переплетены с тонкими хлопчатобумажными нитями.

Как наматываются катушки на динамиках

Замена или перемотка катушки динамика своими руками начинается со снятия всех элементов мобильной системы. Сначала необходимо снять пылезащитный кожух или мембрану, которая имеет куполообразную форму и находится в центральной части диффузора.

Чтобы отделить его, не повредив, нанесите растворитель на место склеивания по периметру колпачка. Можно использовать пластиковый шприц, в который вставлена ​​игла с острым кончиком. В шприц наливают растворитель и накладывают тонкую полоску на место склейки. Растворитель нужно наносить очень осторожно, чтобы он не растекался по поверхности диффузора. Не рекомендуется использовать для этой цели щетку, так как волосок может оторваться и попасть в пространство магнитной системы.

Клеевые составы в разных моделях могут отличаться, поэтому начинать лучше со спирта, а потом переходить на более активные вещества, например растворитель 646 или ацетон. Во избежание быстрого испарения растворителя после нанесения динамическую головку следует поместить в полиэтиленовый пакет. Через 10 минут мембрана легко отделяется тонкой пластинкой.

Намотка катушки динамика

Далее таким же образом нужно снять диффузор. Периметр акустического рефлектора довольно большой, поэтому его необходимо постепенно отделять. Сначала небольшой участок обильно пропитывается растворителем. Через некоторое время, когда растворитель впитается, нужно тонкой острой пластиной отделить край рассеивателя от металлической корзины. Чтобы он не торчал обратно, под него подкладывают тонкую пластиковую пластину. Постепенно таким образом обрабатывается весь периметр.

Следующий этап разборки – разъединение центральной подвески. Это не всегда возможно. Этот элемент конструкции можно приклеить настолько надежно, что даже длительная обработка места склейки растворителем не всегда приводит к желаемому результату. В этом случае вам нужно будет разрезать центральную подвеску.

Делать это нужно очень острым предметом и как можно ближе к месту склеивания. Тогда конструкцию можно будет восстановить без проблем. После снятия диффузора вместе со звуковой обмоткой необходимо заклеить изолентой зазор магнитной системы для предотвращения попадания механических частиц.

Ремонт обмотки динамика своими силами обычно состоит из двух операций. Это восстановление «летучих» витков и полная перемотка изделия. Бывает, что измерение сопротивления обмотки показывает, что обмотка цела, но некоторые витки отклеились и создают препятствие для ее нормального движения в магнитной системе.

При этом нужно аккуратно выложить витки пинцетом или другим инструментом. Работа кропотливая, занимает много времени и времени. Лучше всего уложить и выровнять 1-2 витка, зафиксировав их клеем. В качестве клея используется БФ-2, БФ-4 или любой спиртосодержащий клей.

В крайнем случае провод катушки динамика можно закрепить клеем на основе нитроцеллюлозы. Если в процессе работы порвется тонкий провод, придется перемотать катушку динамика, полностью сняв старую обмотку.

Как сделать обмотку динамика

Намотка катушек динамиков – дело тонкое и ответственное. От качества вашей реализации зависит, будет ли динамик работать или его придется утилизировать. Сначала старую обмотку нужно намотать, при этом считая количество витков. Эти данные пригодятся для раскрутки нового продукта.

Если провод не перегорел и не развалился, витки можно не считать, а длину провода можно измерить. Затем микрометром определяется его диаметр, и на основании этих данных подбирается провод для перемотки динамика. Часто бывает так, что бумажная гильза сильно повреждена. В этом случае придется не только менять обмотку, но и делать новый каркас самостоятельно. Чтобы изготовление гильзы и намотка прошли успешно, вам обязательно понадобится патрон, на котором будут производиться эти работы.

Использование оправки сделает работу более удобной и предотвратит коробление бумажной гильзы в процессе намотки. Если намотка динамиков своими руками – разовая операция, то оправку нужного диаметра делают из любого легко поддающегося обработке материала. Тем, кто постоянно занимается ремонтом колонок, понадобится набор металлических оправок.

Разрез необходим для того, чтобы оправку можно было немного сжать и можно было извлечь готовое изделие.

Перемотка звуковой катушки динамика

При эффективной работе акустических систем на максимальных уровнях громкости редко бывает так, что звуковая система сгорает идеально и в одном месте. Обычно после разборки динамика видны черные и обгоревшие катушки. Если рамка сделана из бумаги, она так же сильно горит и требует замены. В качестве материала для гильзы используется специальная бумага.

Здесь не может быть конкретных рекомендаций, так как используется тот материал, который есть под рукой. Для изготовления втулки подвижной катушки хорошо подходит тонкая алюминиевая фольга диаметром 0,05-0,1 мм. Основание получится легким, а тонкий металл лучше отводит тепло.

Самое главное при накатывании – это использование правильного клея. Очень часто после восстановления звуковой катушки динамик через какое-то время снова выходил из строя.Обмотка не сгорала, но ее витки выскальзывали из гильзы из-за того, что применялся малопрочный клей.

Многие современные клеи размягчаются при температуре 80-1000С, поэтому от выбора клея зависит результат работы. Клеи на спиртовой основе типа БФ-2, БФ-4, БФ-6 дают отличные результаты, но их трудно найти. Для низкочастотных, мощных динамиков в качестве обкладочного материала хорошо подойдет алюминиевая фольга от банок из-под газировки.