Динамический громкоговоритель

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в акустических системах с большим размахом амплитуд колебаний диффузоров и в гидроакустике.

Динамический громкоговоритель содержит цилиндрический корпус, с магнитной системой внутри и соосно с ним. Магнитная система содержит, как минимум, два кольцевых постоянных магнита с радиальной намагниченностью и чередующимися магнитными полюсами по поверхности, ярмо, две подвижные кольцевые катушки, две неподвижные кольцевые секционированные неподвижные обмотки возбуждения. Колебание диффузора происходит за счет взаимодействия короткозамкнутых витков подвижных кольцевых катушек с наведенными токами короткого замыкания с магнитными потоком кольцевых постоянных магнитов. При смещении подвижной катушки количество короткозамкнутых витков с наведенными токами от неподвижных обмоток возбуждения в пространстве взаимодействия их с магнитными потоками остается неизменным, что обеспечивает возможность достижения, в отличии от прототипа, больших амплитуд колебаний диффузора. Отсутствия выводов, связанных с колеблющимся диффузором, приводит к высокой надежности полезной модели.

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в акустических системах инфранизких частот, акустических колонках большой мощности, в гидроакустике.

Известно устройство, содержащее цилиндрический корпус, два кольцевых постоянных магнита с радиальной намагниченностью и чередующимися по расположению магнитными полюсами, первый каркас с внешней кольцевой секционированной катушкой, размещенный в зазоре между внутренней поверхностью цилиндрического корпуса и внешней образующей кольцевых постоянных магнитов, второй каркас с внутренне кольцевой секционированной катушкой, размещенный в зазоре между ярмом и внутренней образующей отверстие кольцевых постоянных магнитов, связанные дисковой связкой с центрирующей шайбой и диффузором (см. патент на полезную модель RU 100693 U1, опубл. 27.01.2011 Бюл. 3)-прототип.

Недостатком прототипа является ограниченные возможности достижения больших амплитуд колебаний диффузора, больше, чем половины высоты кольцевого постоянного магнита, и возможность поломки выводов звуковых катушек, связанных с колеблющимся диффузором.

Технический результат заключается в устранении указанных недостатков.

Технический результат достигается тем, что динамический громкоговоритель содержит цилиндрический корпус из магнитомягкого железа с торцевой стенкой, как минимум, два кольцевых постоянных магнита с радиальной намагниченностью и чередующимися по расположению магнитными полюсами на внешней образующей кольцевых постоянных магнитов, закрепленных внутри цилиндрического корпуса соосно с ним с помощью тонкостенного крепежного стакана из непроводящего материала, с зазором относительно друг друга, ярмо из магнитомягкого железа, первый цилиндрический каркас из непроводящего материала с подвижной кольцевой катушкой, второй цилиндрический каркас из непроводящего материала с подвижной кольцевой катушкой, причем оба каркаса механически связаны между собой, с центрирующей шайбой и диффузором, с помощью дисковой связки из немагнитного материала соосно и имеют возможность свободного возвратно-поступательного перемещения вдоль центральной оси громкоговорителя.

Особенностью является то, что внутри цилиндрического корпуса размещен третий цилиндрический каркас из непроводящего материала с кольцевыми секциями внешней неподвижной обмотки возбуждения, закрепленный на внутренней поверхности цилиндрического корпуса с зазором относительно внешней стороны кольцевой постоянных магнитов, а на ярме, внутри отверстий кольцевых постоянных магнитов, закреплен четвертый каркас из непроводящего материала с кольцевыми секциями внутренней неподвижной обмотки возбуждения. Кольцевые секции обеих неподвижных обмоток возбуждения размещены напротив кольцевых постоянных магнитов, а число кольцевых секций в каждой неподвижной обмотке возбуждения равно числу кольцевых постоянных магнитов. Каждая из подвижных кольцевых катушек выполнена в виде одного или более слоев с расположенными плотно друг к другу короткозамкнутыми витками, изолированными друг от друга. Первый цилиндрический каркас с подвижной кольцевой катушкой размещен в зазоре между внешней огибающей кольцевых постоянных магнитов и внутренней поверхностью третьего цилиндрического каркаса с неподвижной обмоткой возбуждения, а второй цилиндрический каркас с подвижной кольцевой катушкой размещен внутри отверстий кольцевых постоянных магнитов в зазоре между внутренней стороной тонкостенного крепежного стакана и внешней огибающей четвертого каркаса с внутренней неподвижной обмоткой возбуждения. Относительные размеры упомянутых составных элементов находятся в следующих пределах: длина намотки каждой кольцевой секции в обеих неподвижных обмотках возбуждения равна высоте кольцевого постоянного магнита; шаг расположения кольцевых секций каждой неподвижной обмотки возбуждения равна шагу расположения кольцевых постоянных магнитов; длина набора короткозамкнутых витков каждой подвижной кольцевой катушки больше длины каждой неподвижной обмотки возбуждения на удвоенное значение максимально необходимой величины амплитуды колебаний диффузора; величина зазоров, в которых размещены подвижные кольцевые катушки, должна быть минимальной и обеспечивающей возможность свободно возвратно-поступательного перемещения подвижных кольцевых катушек вдоль центральной оси; возможная величина амплитуды колебаний диффузора определяется выбором высоты упорной втулки.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена конструкция динамического громкоговорителя.

Динамический громкоговоритель содержит цилиндрический корпус 1 из магнитомягкого железа с торцевой стенкой 2, как минимум, два кольцевых постоянных магнита 3 с радиальной намагниченностью и чередующимися по расположению магнитными полюсами на внешней образующей кольцевых постоянных магнитов 3, закрепленных внутри цилиндрического корпуса 1 соосно с ним с помощью тонкостенного крепежного стакана 4 из непроводящего материала, с зазором относительно друг друга, ярмо 5 из магнитомягкого железа, первый цилиндрический каркас 6 из непроводящего материала с подвижной кольцевой катушкой 7, второй цилиндрический каркас 8 из непроводящего материала с подвижной кольцевой катушкой 9, причем оба каркаса 6 и 8 механически связаны между собой, с центрирующей шайбой 10 и диффузором 11 с помощью дисковой связки 12 из немагнитного материала соосно и имеют возможность свободного возвратно-поступательного перемещения вдоль центральной оси громкоговорителя. Внутри цилиндрического корпуса 1 размещен третий цилиндрический каркас 13 из непроводящего материала с кольцевыми секциями 14 внешней неподвижной обмотки возбуждения, закрепленный на внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 с зазором 1 относительно внешней стороны кольцевой постоянных магнитов 3, а на ярме 5, внутри отверстий кольцевых постоянных магнитов 3, закреплен четвертый каркас 15 из непроводящего материала с кольцевыми секциями 16 внутренней неподвижной обмотки возбуждения. Кольцевые секции 14, 16 обеих неподвижных обмоток возбуждения размещены напротив кольцевых постоянных магнитов 3, а число кольцевых секций 14 и 16 в каждой неподвижной обмотке возбуждения равно числу кольцевых постоянных магнитов 3. Каждая из подвижных кольцевых катушек 7, 9 выполнена в виде одного или более слоев с расположенными плотно друг к другу короткозамкнутыми витками, изолированными друг от друга. Первый цилиндрический каркас 6 с подвижной кольцевой катушкой 7 размещен в зазоре 1 между внешней огибающей кольцевых постоянных магнитов 3 и внутренней поверхностью третьего цилиндрического каркаса 1 с неподвижной обмоткой возбуждения, а второй цилиндрический каркас 8 с подвижной кольцевой катушкой размещен внутри отверстий кольцевых постоянных магнитов 3 в зазоре 2 между внутренней стороной тонкостенного крепежного стакана 4 и внешней огибающей четвертого каркаса 15 с внутренней неподвижной обмоткой возбуждения. Относительные размеры упомянутых составных элементов находятся в следующих пределах: длина L_C намотки каждой кольцевой секции 14, 16 в обеих неподвижных обмотках возбуждения равна высоте h кольцевого постоянного магнита 3, шаг L_Ш расположения кольцевых секций 14, 16 каждой неподвижной обмотки возбуждения равна шагу расположения кольцевых постоянных магнитов 3 (L_Ш=n+); длина L_K набора короткозамкнутых витков каждой подвижной кольцевой катушки 7 и 9 больше длины L_B каждой неподвижной обмотки возбуждения на удвоенное значение максимально необходимой величины l_х амплитуды колебаний диффузора 11 (L_K=(L_B+2l_х)); величина зазоров 1 и 2, в которых размещены подвижные кольцевые катушки 8, 9, должна быть минимальной и обеспечивающей возможность свободно возвратно-поступательного перемещения подвижных кольцевых катушек 8, 9 вдоль центральной оси; возможная величина l_х амплитуды колебаний диффузора определяется выбором высоты l упорной втулки 17.

Величина зазора между кольцевыми постоянными магнитами 3 устанавливается высотой распорной втулки 18 из непроводящего материала, и выбирается из условия (D_K-D_M), и d_M-d_K, а максимальное значение l=2l _х. Выводы 18, 19 каждой кольцевой секции 14, 16 обеих неподвижных обмоток возбуждения соединены таким образом, чтобы в каждых кольцевых секциях 14 и 16 ток возбуждения был взаимно противоположного направления, а общие выводы 21, 22 проходят через отверстия в торцевой стенке 2. В основу функционирования громкоговорителя положен принцип работы вариометра. При подаче сигнала на обмотки возбуждения в короткозамкнутых витках подвижных кольцевых катушек 7, 9 появятся наведенные токи короткого замыкания, взаимодействие которых с магнитным потоком кольцевых постоянных магнитов 3 вызовет появление силы, действующей на короткозамкнутые витки с током по оси по направлению, в зависимости от направления наведенных токов. В отличии от прототипа, при смещении подвижных кольцевых катушек 7, 9, число витков в магнитном поле постоянных магнитов 3 будет оставаться неизменным и независимым от положения подвижных кольцевых катушек 7, 9, что позволяет достичь больших амплитуд колебаний диффузора 11. Отсутствие сигнальных выводов, связанные с диффузором, исключает возможность их поломки при длительной работе громкоговорителя с большими амплитудами колебаний диффузора 11, что приводит к высокой надежности.

1. Динамический громкоговоритель, содержащий цилиндрический корпус из магнитомягкого железа с торцевой стенкой, как минимум, два кольцевых постоянных магнита с радиальной намагниченностью и чередующимися по расположению магнитными полюсами на внешней образующей кольцевых постоянных магнитов, закрепленных внутри цилиндрического корпуса соосно с ним с помощью тонкостенного крепежного стакана из непроводящего материала, с зазором относительно друг друга, ярмо из магнитомягкого железа, первый цилиндрический каркас из непроводящего материала с подвижной кольцевой катушкой, второй цилиндрический каркас из непроводящего материала с подвижной кольцевой катушкой, причем оба каркаса механически связаны между собой, с центрирующей шайбой и диффузором, с помощью дисковой связки из немагнитного материала соосно и имеют возможность свободного возвратно-поступательного перемещения вдоль центральной оси громкоговорителя, отличающийся тем, что внутри цилиндрического корпуса размещен третий цилиндрический каркас из непроводящего материала с кольцевыми секциями внешней неподвижной обмотки возбуждения, закрепленный на внутренней поверхности цилиндрического корпуса с зазором относительно внешней стороны кольцевой постоянных магнитов, а на ярме, внутри отверстий кольцевых постоянных магнитов, закреплен четвертый каркас из непроводящего материала с кольцевыми секциями внутренней неподвижной обмотки возбуждения.

2. Громкоговоритель по п.1, отличающийся тем, что кольцевые секции обеих неподвижных обмоток возбуждения размещены напротив кольцевых постоянных магнитов, а число кольцевых секций в каждой неподвижной обмотке возбуждения равно числу кольцевых постоянных магнитов.

3. Громкоговоритель по п.1, отличающийся тем, что каждая из подвижных кольцевых катушек выполнена в виде одного или более слоев с расположенными плотно друг к другу короткозамкнутыми витками, изолированными друг от друга.

4. Громкоговоритель по п.1, отличающийся тем, что первый цилиндрический каркас с подвижной кольцевой катушкой размещен в зазоре между внешней огибающей кольцевых постоянных магнитов и внутренней поверхностью третьего цилиндрического каркаса с неподвижной обмоткой возбуждения, а второй цилиндрический каркас с подвижной кольцевой катушкой размещен внутри отверстий кольцевых постоянных магнитов в зазоре между внутренней стороной тонкостенного крепежного стакана и внешней огибающей четвертого каркаса с внутренней неподвижной обмоткой возбуждения.

5. Громкоговоритель по п.1, отличающийся тем, что относительные размеры упомянутых составных элементов находятся в следующих пределах: длина намотки каждой кольцевой секции в обеих неподвижных обмотках возбуждения равна высоте кольцевого постоянного магнита; шаг расположения кольцевых секций каждой неподвижной обмотки возбуждения равен шагу расположения кольцевых постоянных магнитов; длина набора короткозамкнутых витков каждой подвижной кольцевой катушки больше длины каждой неподвижной обмотки возбуждения на удвоенное значение максимально необходимой величины амплитуды колебаний диффузора; величина зазоров, в которых размещены подвижные кольцевые катушки, должна быть минимальной и обеспечивающей возможность свободно возвратно-поступательного перемещения подвижных кольцевых катушек вдоль центральной оси; возможная величина амплитуды колебаний диффузора определяется выбором высоты упорной втулки.