Как рассчитать катушку динамика?

Расчёт и намотка катушки динамика

Как рассчитать катушку динамика?
Как отремонтировать динамик самому? FAQ Часть5

В этой части руководства речь пойдёт о расчёте и намотке катушки громкоговорителя.

Как рассчитать диаметр провода при перемотке динамика?

Подобный расчёт может понадобиться тогда, когда Вам в руки попал уже разобранный динамик, из которого удалили катушку, а исходный диаметр провода неизвестен.

Также, в некоторых случаях, может понадобиться изменить сопротивление динамика. Например, динамики 25ГДН-3, 35ГДН-1 и 75ГДН-1(3) выпускались с сопротивлением как 4 Ома, так и 8 Ом.

Пригодиться это даже тогда, когда утрачена не только катушка, но и гильза. Тогда можно принять длину катушки в полтора раза больше толщины переднего фланца.

Данная формула позволяет рассчитать диаметр медного провода для намотки двухслойной катушки виток к витку. Нужно только учитывать, что в технических данных динамиков, указывается сопротивление не постоянному, а переменному току, измеренное на частоте 1000Гц, если не указано другое. Поэтому в формулу лучше сразу подставить величину сопротивления на 10-15% меньше паспортной.

d = ³√ (14*10-5 * L * D / R)

D – внешний диаметр гильзы в мм.

L – длина катушки в мм.

R – требуемое сопротивление катушки постоянному току.

d – диаметр медного провода без изоляции.

Эта же формула для алюминиевого провода:

d = ³√ (22*10-5 * L * D / R)

Пример расчёта диаметра медного провода.

Исходные данные.

Длина катушки (L) – 20мм.

Диаметр гильзы (D) – 25мм.

Сопротивление (R) – 3,6 Ом.

d = ³√ (14*10-5 * 20 * 25 / 3,6) ≈ 0,27(мм).

Как измерить с высокой точностью диаметр провода, не имея микрометра, описано здесь.

Вернуться наверх к «Навигации».

Как намотать катушку динамика?

Намотка катушек динамиков производится виток к витку до получения заданной длины катушки. Количество витков при этом, как правило, не считают.

  1. Катушка.
  2. Гильза.
  3. Прокладка.
  4. Шаблон.

При намотке следует поддерживать постоянное натяжение провода и тщательно укладывать витки. Особенно тщательно укладываются витки второго слоя, когда каждый виток должен быть строго уложен между витками первого слоя.

Чтобы было удобно осуществлять такую точную работу, позаботьтесь об упоре для руки.

Катушку с обмоточным проводом можно закрепить любым удобным для Вас способом и установить на полу.

Подробнее о самом простом станке для намотки динамиков можно прочесть здесь.

Другой полезный инструмент, который понадобится для намотки катушек, это вот такая прищепка с грузиком.

Далее я расскажу о том, как намотать катушку, и зафиксировать её витки клеем «БФ-2» или «БФ-4».

Необходимую вязкость клея можно обеспечить добавлением небольшого количества спирта с тщательным перемешиванием.

Разверните плеер на весь экран, чтобы увидеть видео в полном разрешении.

Перед основной намоткой, на гильзу наматывается несколько лишних витков, для того, чтобы надёжно закрепить провод и гильзу на поверхности шаблона. Затем во время очередного лишнего витка на гильзу кисточкой наносится равномерный слой клея.

После этого, быстро мотается первый слой катушки. Затем к проводу цепляется грузик, который позволяет сохранить необходимое натяжение провода и освободить до этого занятую руку. Затем, первый слой катушки покрывается клеем.

Не пытайтесь на этом этапе крепить конец провода, намоткой на какой-нибудь предмет!

Читайте также  Как рассчитать привод для ворот?

Любой лишний перегиб провода может увеличить габариты катушки, уменьшив тем самым внешний воздушный зазор.

Если всё-таки не удалось избежать перегибов провода, то несколько раз протяните проблемное место через ноготь большого пальца.

Через пятнадцать-двадцать минут, когда клей подсохнет, можно приступать к намотке второго слоя.

Сначала мотается один два витка второго слоя, а затем первый слой катушки покрывается клеем. Это делается для того, чтобы свежий клей не растворил клей, нанесённый ранее, и первый виток второго слоя не провалился в образовавшуюся щель между крайними витками первого слоя.

После намотки второго слоя провода, катушка подсушивается в течение 10-15 минут, а затем снова покрывается клеем.

Когда клей хорошо подсохнет, можно, либо снять с оправки катушку вместе с гильзой, если она уже вклеена в диффузор, либо вклеить её в диффузор прямо на шаблоне.

Однако в некоторых случаях гильзу вклеивают в диффузор уже во время сборки динамика.

Чтобы снять гильзу с шаблона, то место прокладки, где была нанесена фиксирующая капля клея, отрезается, и гильза снимается с оправки вместе с катушкой и прокладкой.

Если прокладка не скользит по оправке, значит, натяжение провода при намотке было слишком велико. Нужно отметить, что чрезмерное натяжение провода может уменьшить зазор между гильзой и керном и сделать сборку динамика невозможной. Это обусловлено тем, что медный провод может растягиваться и сжиматься, как и любой другой металл.

Так как в гильзе имеется щель, то во время намотки катушки в неё проникает клей и гильза приклеивается к прокладке.

Для того чтобы отделить прокладку от гильзы достаточно при помощи кисточки слегка смочить ацетоном или спиртом место, где прокладка склеилась с гильзой.

Вот наша катушка и готова. Теперь её следует досушить до конца.

Для окончательного отверждения клея, на катушку подаётся электрический ток. Силу тока подбирают для достижения оптимального режима отверждения.

Температуру в процессе сушки можно измерить электронным термометром.

Если нет подходящего блока питания, то катушку можно подключить к УНЧ и подать на его вход сигнал от Генератора Низкой Частоты (ГНЧ). Ссылка на программный ГНЧ есть в «Дополнительных материалах».

Режим отверждения клеев «БФ-2», «БФ-4».

Выдержать 60 мин. при комнатной температуре.

Затем 15 мин. при 55… 60ºС.

Затем 60 мин. при 85… 90ºС.

Вернуться наверх к «Навигации».

Как рассчитать катушку динамика?

Как рассчитать катушку динамика?

Страница 1 из 2

Ремонт динамической головки (динамика) – трудоемкий процесс, особенно, если он связан с необходимостью в перемотке катушки электромагнитной системы, так как эта операция требует практически полной разборки динамика с извлечением его диффузора. Подобный сложный ремонт целесообразно выполнять при достаточно высокой цене на новую динамическую головку, наличии необходимых инструментов и материалов, а так же начальных познаний в области электроники.

В статье рассмотрен относительно простой случай восстановления катушки динамика: без необходимости изготовления новой основы для катушки (алюминиевая основа хорошо сохранилась); по причине немалой мощности динамика, применяется эмальпровод внушительного сечения, который легко укладывать.

Для перемотки катушки динамика нам понадобятся следующие основные инструменты и средства:

  1. Цилиндрическая, цельнометаллическая оправка (болванка), для установки внутрь каркаса катушки в процессе намотки.
  2. Клей «БФ-2». Клей «Момент». Ацетон. Этиловый спирт.
  3. Эмалированный провод (эмальпровод) определенной длины и сечения, для изготовления новой обмотки катушки.
  4. Намоточный станочек.
  5. Штангенциркуль.
  6. Электропаяльник.

Флакон 100 мл с клеем БФ-2.
На одну перемотку катушки расходуется не более 10 мл.

Читайте также  Как рассчитать потребление энергии в час?

Алюминиевая (неразрезная) оправка.
Внешний диаметр составляет 49,5 +/-0,05 мм. Диаметр внутреннего отверстия равен 8 мм. Длина — около 60 мм.

Катушка ИЭК КУ 09-18 (24В) как источник намоточного провода.
Перед намоткой, провод необходимо хорошенько распрямить и перемотать на другую накопительную катушку, имеющую круглую форму. 

Разборка динамика

Большинство динамических головок не предназначено для их разборки и является как бы одноразовыми (неразборными, малопригодными к ремонту) компонентами акустических систем. На практике, удачно разобрать динамик типовой конструкции и собрать его заново удается часто. Основная задача заключается в размягчении клея, с помощью которого скрепляется множество составных частей динамика, и отделении их друг от друга без травмирования и деформации.

Устройство динамика.

Крепежные винты динамика имеют шестигранный шлиц (фото слева).
Сабвуфер без динамика (фото справа).

Динамик сабвуфера (до ремонта).

На динамике присутствует маркировка «10P32», наверное, указывающая на диаметр 10 дюймов и сопротивление 3,2 Ома.

Последовательность операций следующая.

Во-первых, отпаиваем гибкие плетеные проводники (тоководы) от панельки на корзине динамика.

Во-вторых, снимаем пылезащитный колпачок. Для этого, пропитываем клеевой шов ацетоном (например, шприцом с иголкой), кончиком ножа отделяем колпачок от диффузора. По результатам данной операции следует сделать вывод о качестве размягчении клея ацетоном, и необходимости в применении какого-либо другого растворителя.

Снятие пылезащитного колпачка.

В-третьих, отсоединяем верхний подвес диффузора от корзины, пропитав клеевой шов растворителем. В случае ремонта сабвуферного динамика, имеющий прочный резиновый подвес, задача существенно упрощается.

Отсоединение верхнего подвеса диффузора от корзины динамика.

В-четвертых, очень аккуратно отделяем центрирующую шайбу нижнего подвеса диффузора от корзины динамика. Для этого, обильно пропитываем клеевой шов растворителем, ждем несколько минут, и неспешно, с помощью небольшой плоской отвертки, отделаем шайбу от корзины.

Отсоединение центрирующей шайбы (нижнего подвеса диффузора) от корзины динамика.

Теперь диффузор должен свободно извлечься из корзины. Отклеивать центрирующую шайбу от диффузора нет необходимости.

Динамик без диффузора.

Диффузор имеет маркировку «YC-246A».

Оцениваем состояние электромагнитной системы динамика: катушки, постоянного магнита. В нашем случае, родная катушка SVEN-овского динамика, намотанная медным эмальпроводом круглого сечения, имела плачевный вид: почерневшая от чрезмерного нагрева эмаль, несколько отклеившихся крайних витков, катушка легко разматывается (клей полностью выгорел). Вероятнее всего, это явилось следствием выхода из строя усилителя мощности сабвуфера. Вывод очевиден – необходима полная замена провода катушки.

Состояние старой звуковой катушки. Алюминиевый каркас не пострадал.

Выбор провода для намотки

Простой способ с достаточной точностью определить необходимую длину нового провода – посчитать длину одного витка (зная его радиус), умножить на число витков в слое и на число слоев. Динамик сабвуфера SVEN имеет четырехслойную катушку с 34-мя витками в каждом слое.

По измерениям, внешний диаметр сгоревшей катушки равен 53 мм, следовательно, длина одного витка (в максимуме, на поверхности катушки) равняется: 53 x 3,14 = 166,42 мм. Умножаем эту длину на общее число витков в катушке: 166,42 x 34 x 4 = 22633,12 мм.

Таким образом, округлив в большую сторону (добавив небольшой запас), для перемотки катушки нам необходимо не менее 23 метров эмалированного провода.

Внешний и внутренний диаметры сгоревшей катушки равняются 53 и 50 мм соответственно (измерения примерные по причине наличия деформаций обмотки).

Диаметр провода определяется с помощью микрометра или штангенциркуля. Площадь круглого сечения вычисляется по общеизвестной формуле: S = Pi x R2, где R – радиус провода. Необходимо измерить диаметр провода как по меди (со снятой лаковой изоляцией), так и по изоляции (для нас важен и внешний диаметр будущей катушки). Для удаления изоляционного лака с провода, при измерении диаметра по меди, необходимо нагреть кончик провода до красна (сжечь лак) и удалить продукты сгорания растворителем.

Читайте также  Как рассчитать количество светодиодных светильников в помещении?

По результатам измерений, сгоревшая катушка сабвуферного динамика была намотана проводом диаметром 0,38 мм по меди (сечение 0,113 кв.мм) и 0,44 мм по лаку. Теперь предстоит весьма непростая задача — отыскать такой же, или очень близкий, провод. Если не удается купить нужный провод, можно смотать его с какого-либо электронного устройства. Например, в качестве доноров эмальпровода, хорошо зарекомендовали себя катушки электромагнитных контакторов (пускателей).

В зависимости от напряжения и типа контактора, в их катушках применяется провод разных сечений и длин.

Диаметр провода сгоревшей катушки.
По меди — 0,38 мм (фото слева); по лаку — 0,44 мм (фото справа).

Диаметр провода для новой обмотки.
По меди — 0,35 мм (фото слева); по лаку — 0,40 мм (фото справа).

Если в результате долгих поисков не удалось найти оригинальный провод, то можно использовать провод другого сечения, с пересчетом числа витков, слоев и сопротивления катушки.

Нужно помнить, что меняя сечение провода, меняются и характеристики динамической головки, а так же магнитный зазор и высота намотки.

Перед принятием решения о применении в намотке катушки «чужеродного» провода, нужно точно рассчитать геометрические и электрические параметры будущей катушки, спрогнозировать работу динамической головки с новыми параметрами в акустической системе.

Для перемотки катушки динамика от сабвуфера SVEN, удалось отыскать близкий по параметрам провод (диаметром 0,35 мм по меди, 0,40 – по лаку) в катушке КУ 09-18 (24В) контактора ИЭК. Длина провода в катушке контактора почти в два раза превысила необходимое значение.

Обмоточные данные (диметр провода по меди и число витков) в катушках пускателей серий ПМЕ и ПАЕ для частоты тока 50 Гц

ПМЕ-000.
Напряжение, В 36 127 220 380
Диаметр провода, мм 0,31 0,16 0,12 0,09
Число витков 800 3000 5300 9000
ПМЕ-100.
Напряжение, В 36 127 220 380 500
Диаметр провода, мм 0,38 0,2 0,15 0,11 0,1
Число витков 660 2400 4150 7170 9430
ПМЕ-200.
Напряжение, В 36 36 110 110 127 127 220 220 380 380 500
Диаметр провода, мм 0,57 0,67 0,33 0,38 0,31 0,35 0,23 0,27 0,18 0,20 0,18
Число витков 442 426 1350 1300 1560 1500 2700 2600 4660 4500 5900
Марка провода ПЭТВ ПЭВ-2 ПЭТВ ПЭВ-2 ПЭТВ ПЭВ-2 ПЭТВ ПЭВ-2 ПЭТВ ПЭВ-2 ПЭВ-2
ПАЕ величин III и IV.
Напряжение, В 36 36 110 110 127 127 220 220 380 380 500 500
Диаметр провода, мм 0,62 0,90 0,38 0,47 0,35 0,47 0,27 0,35 0,2 0,27 0,17 0,23
Число витков 350 260 1070 800 1230 920 2130 1600 3680 2760 4850 3640
Величина пускателя III IV III IV III IV III IV III IV III IV
ПАЕ величин V и VI.
Напряжение, В 36 36 110 110 127 127 220 220 380 380 500 500
Диаметр провода, мм 1,2 1,56 0,69 0,83 0,64 0,83 0,49 0,62 0,35 0,47 0,31 0,41
Число витков 198 147 605 445 700 516 1200 890 2070 1540 2730 2020
Величина пускателя V VI V VI V VI V VI V VI V VI

Источник: https://1000eletric.com/kak-rasschitat-katushku-dinamika/