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扬声器材料的认识-磁铁4

发表时间:2020-09-11 11:26

         扬声器材料的认识-磁铁

         磁气回路


当音圈导电而振动时,对线圈以直角供给直流磁通(供给磁场)的部分,就叫磁气回路。


永久磁石

永久磁石大致分为Alnico系永久磁石、Ferrite系永久磁石及希土类钴系永久磁石三种。

Ⅰ)Alnico系永久磁石

Alnico系永久磁石的构成是以铁(Fe)、铝(AL)、镍(Ni)、钴(Co)为主要成份另加少量的铜(Cu)和钛(Ti)等。故其名称也是取其主要成分的符号而成。其制造是以铸造为主,也有少许锻造的Alnico磁石,但不作制造SPK之用。

Ⅱ)Ferrite系永久磁石

早先SPK用的磁石,几乎全部是Alnico,而Ferrite系磁石大都数用在SPK以外,如Core之用,约在二十年前开始用于SPK之后,随电视机喇叭因顾虑漏磁的影响之外,其它大型SPK几乎全部使用Ferrite系磁石了。特别是前几年,全世界钴拉地萨伊(比属刚果)发生战争之后,钴的价格猛跳数倍,而且来源不易,故小口径的SPK亦大都换用Ferrite磁石。

Ferrite系磁石是以氧化钡与氧化二铁的混合粉末经Press成型,在高热炉内烧结而成,材料比Alnico便宜很多而且来源稳定,保磁力(HC)大,对外部磁场的安全性亦佳。磁气回路的形态概为外磁式,但最近亦有内磁式的研究设计了。

Ⅲ)希土类钴系永久磁石

它是把稀土类金属和钴的化合物所制成的稀土类钴的永久磁石。这种磁石的最大特点是性能上所显示的物理量,所谓最大能量积(Maximun Energy Prodoct代号是“BHmax”)约为Alnico磁石的2~3倍,故小的体积可以获得大的能量,随着超薄型喇叭的问世,尤其前两年Walk Man型收录机的流行,稀土类钴永久磁石更见大行其道了,最近又有塑料稀土类钴(Medmax)的出现,成型容易价格亦低,它的成份是铉(SM)、钴(CO)及塑料粘结而成,比稀土类钴永久磁石便宜一半。电磁型及永久磁石型造成磁通的方法见图1-11。

②   磁气回路的组成

铁心、铁片和磁铁结合构成了磁气回路(磁路),但小型SPK使用圆形轭时就不需铁片了,铁心和铁片的作用是在形成磁极的同时,把发生于永久磁石的磁通量(磁束)导向磁隙(GAP)之内,用电气回路作比喻,这就是导入电流的导线,故最重要的是将发自永久磁石的磁通量非常有效的导入磁隙内,而且通过铁心与铁片的磁通量决定于其材质和断面(厚度),如果材质不佳和断面厚度不够时,则导入磁隙内的磁通量少,泄漏的磁通量就多。

③   扬声器磁气回路

SPK有内磁式Alnico Type和外磁式Ferrite Type两种,SPK的磁气回路包括永磁体(即磁铁,磁石或磁钢)铁片,铁心和工作气隙,而在气隙中利用永磁体所提供的磁能。永磁体的作用是在气隙中主生永恒磁场。磁气回路设计的根本目的就在于设计一种磁路结构,以体积最小,价格最廉的磁铁,在气隙中产生既定的磁感应强度,而单位体积的永磁体向外空间所发出的能量与它的磁能积(BHX)是成正比的。如图1-12(a)的永磁体,其磁滞回路的第二象限部分称为该磁体的去磁曲线,曲线上的各点则相应于不同的去磁情况,亦即不同的气隙长度lg,如图1-12(b)所示,如果磁路是闭合的,则相当于该磁体处于B的情况,此时磁感应强度是最大的,且等于Br,但此时没有可供利用磁能的气隙,因此全部能量集中于磁体内部,磁体向外界不输出任何能量,能量曲线中w=0,w=0之第二个极限情况相当于A点,此时H=HC,B=0;在该点磁体也不向外界空间输出能量,因为B=0,如果磁体处于D点的情况,则磁体能量的一部分即发射给外界空间,且其值正比于磁能积BH×Hd。



为了更好地利用永磁体,必须适当选择退磁曲线上的工作点,使得该点的工作条件相当于磁体的能量输出,或者说使得该点所对应的磁能积达到最大值(Bm×Hm)max,则此点即为最佳工作点。图(b)中D点,其所对应的磁能积(BH×Hd)达到最大,其输出能量也最大,因此描述磁体性能指针,除剩余磁感应强度Br,矫顽力Hc以外,还有最大磁能积(Bm×Hm)max的值。

只要适当设计永磁铁的尺寸,就可以使永磁铁的工作处于最佳状态。目前使用的永磁体材料三类型Alnico系Ferrite系和稀土类钴系,它们的去磁曲线如图1-13,图中Alnico系特点是Br大(Bm×Hm)max大,而矫顽力则相对比较小,用这种材料做成永磁体,截面可以做得较小,但厚度必须较大,在内磁结构多采用这种材料。稀土类钴系材不仅有大的磁能积,而且有大的矫顽力,因此可以做成小而薄的永磁体。薄型SPK能常采用钐钴磁钢,镍钴铜铁等到稀土磁性材料作为永磁体材料。

   

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