大功率高保真磁路裝置的製作方法
2023-11-01 12:07:32
專利名稱：大功率高保真磁路裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種大功率高保真磁路裝置，特別是一種用於產生振動信號的高保真磁路，其特別適合作大功率揚聲器及振動臺所用的磁路。
現在大功率高保真揚聲器及振動臺所用的磁路多採用外磁式磁路，如圖2所示，其為現有外磁式磁路縱剖面示意圖；該磁路包括永磁體1、場芯2、上夾板3、下夾板4；上述各零件相互粘合形成一磁通路，空氣隙位於上夾板3及場芯2之間，永磁體1貼設於上夾板3及下夾板4之間；其中的永磁體1多採用鐵氧體材料，由於鐵氧體材料的磁性能較低，為得到所需要的工作間隙的磁通密度，必須採用大體積的磁體，這就造成如下缺點磁路體積大，笨重，有些產品重達幾公斤。
八十年代中期，被稱為「磁王」的第三代稀土永磁材料-釹鐵硼問世，震動了與永磁材料有關的許多技術領域，釹鐵硼永磁材料優異的磁性能是其它永磁材料望塵莫及的，而且其資源在我國很豐富，與其它永磁材料相比，其成本低，有利於廣泛推廣應用，這種新的永磁材料的出現將會對工業技術領域產生變革性的影響；釹鐵硼稀土永磁材料的性能分析如下稀土永磁材料是以稀土金屬元素與過渡族金屬間所形成的金屬間化合物為基體的永磁材料，如釹鐵硼(NdFeB)系永磁材料，是以Nd2Fe14B化合物為基體，含有少量的富Nd富B相的永磁材料，其大體成份為～36wt％Nd(釹)，～63wt％Fe(鐵)，～1wt％B(硼)。目前我國商品化的釹鐵硼永磁材料的磁能積一般在199～287KJ/m3(25～36MGOe)，釹鐵硼材料的具體特點如下1、釹鐵硼材料的磁性能高釹鐵硼材料的磁能積(BH)max的理論值可達525.4KJ/m3(66MGOe)，實驗室樣品的(BH)max已達到408KJ/m3(51.2MGOe)。與其它永磁材料比較，相當於鐵氧體的5～12倍，鑄造永磁鋁鎳鈷Al Ni Co的3-10倍。
矯頑力高，最高矯頑力已達到2244.7KA/m(28200 Oe)，它的矯頑力相當於鐵氧體永磁材料的5-10倍，鑄造永磁鋁鎳鈷AlNiCo的5-15倍。
剩磁高，目前釹鐵硼材料的最高剩磁Br已做到1.48T(14800Gs)。
2、機械性能好，便於進行切削和鑽孔加工，容易做成各種形狀如圓柱形、圓片形、矩形、瓦形、扇形等等。
3、資源豐富，易於推廣應用在稀土礦中釹(Nd)的儲量居第三位，僅次於鈰(Ce)和鑭(La)。
4、性能不足之處是居裡溫度低，溫度穩定性差。
如圖1所示，其給出了釹鐵硼材料的溫度特性曲線如N系列產品，居裡溫度為310℃，最高使用溫度為80℃。圖中給出了N35磁體的五種溫度特性曲線，從曲線中可以看出，溫度升高磁性能相應下降。如果以24℃時的磁性能為參考值(100％)，80℃時，磁性能下降到83％，100℃為75％，120℃為59％，150℃為48.1％，相應的5條曲線分別表示在圖1中(如曲線a、b、c、d、e所示)。
由於釹鐵硼材料的上述特點，音響領域也不例外地逐漸開始採用它，十幾年來，釹鐵硼永磁材料，已在送受話器、傳聲器和小口經揚聲器等電聲器件中逐漸採用，但是用在大功率高保真揚聲器中還存在很多問題，如由于振幅大、衝程長、功率大的特點，造成溫升高，直接在這些產品上應用釹鐵硼磁體較為困難。
大功率高保真磁路具有如下特點1、大功率高保真揚聲器用的磁路比一般揚聲器的功率高几倍至十幾倍。由於揚聲器的能量轉換效率很低，只有百分之幾，實際上加在揚聲器上的電功率僅有一小部分能轉換為有用的聲功率，90％以上的電功率都轉化為熱能耗散掉，因此大功率揚聲器上的振動音圈的溫度較高，例如功率為50w的揚聲器音圈工作溫度可達150℃以上，所以在音響設備中，不但要求設備本身耐熱性能好，而且也要求磁路具有較高的耐熱性能。
2、大功率高保真揚聲器的音圈導線直徑比一般揚聲器音圈導線直徑大，因此磁路工作磁間隙，也要加大。一般揚聲器磁間隙小於1mm，而大功率揚聲器磁間隙大於1mm，由此帶來的問題是磁間隙的漏磁增加。
3、大功率高保真揚聲器的振幅大，音圈的衝程長，磁路軸向空間就要足夠大，相應的磁路極板厚度也要大，否則揚聲器音圈可能出現打底現象。
4、高保真揚聲器的非線性失真，主要是音圈振幅大時，音圈超出了工作磁間隙的磁通密度分布的均勻區，以致不能保持音圈恆定的動力效應，即作用於音圈的動力超出了線性範圍，這就要求工作磁間隙的磁通密度分布的均勻區更加擴大。
由上述特點可知，如果將磁性能優異的釹鐵硼磁體用於大功率高保真揚聲器中，必須解決漏磁及散熱問題。
本實用新型的目的在於提供一種適用於釹鐵硼材料作永磁體的高保真磁路。
本實用新型的另一目的在於提供一種可適應大功率工作特點的高保真磁路，其可避免釹鐵硼材料工作溫度低的不足，成功地將釹鐵硼材料用於大率高保真磁路中。
本實用新型的再一目的在於提供一種磁電轉換效率高、失真小的高保真磁路。
為達到上述目的，本實用新型採用如下技術措施本實用新型的大功率高保真磁路的特點在於，在磁路的場芯上面(磁路間隙處)增加了一個副磁體，以減小漏磁通及提高保真度；為了解決散熱問題，在磁路中設置了相應的散熱孔。
本實用新型的高保真磁路包括主磁體、場芯、軛鐵、極板、導磁板及副磁體；其中軛鐵、主磁體、場芯、導磁板及副磁體各設有通孔，上述各零件相互粘合形成一磁通路，磁路間隙位於極板及場芯之間，主磁體與副磁本貼設於場芯的上、下端面。副磁體與主磁體的極性反向設置。
為了解決揚聲器在大功率工作時的音圈的散熱問題，本發明採用了有利於熱耗散的結構設計，即在磁路中心開設散熱孔，當系統工作時，音圈熱量通過散熱孔排出，使磁路的工作溫度保持低於80℃，有效地解決了釹鐵硼磁體耐熱性不高的問題。
本實用新型採用如下具體結構本實用新型的大功率高保真磁路，包括由永磁材料製成的主磁體及由導磁材料製成的場芯、軛鐵及極板，主磁體與場芯心相貼合，它們疊置於呈碗狀的軛鐵中，呈環狀的極板蓋置在軛鐵上端面上，極板的內環面與場芯之間形成環狀間隙；其特徵在於，還包括一副磁體，貼置在場芯的上表面，副磁體與主磁體的極性方向相反。
所述的大功率高保真磁路，其特徵在於，所述副磁體、場芯、主磁體、軛鐵上各設有相互連通的通孔。
所述的大功率高保真磁路，其特徵在於，還包括一位於主磁體與軛鐵之間由導磁材料製成的導磁板，導磁板上設有與所述副磁體、場芯、主磁體、軛鐵上的通孔相互連通的通孔。
所述的大功率高保真磁路，其特徵在於，所述主磁體由釹鐵硼材料製成。
所述的大功率高保真磁路，其特徵在於，所述主磁體及副磁體由釹鐵硼材料製成。
所述的大功率高保真磁路，其特徵在於，所述場芯的厚度大於極板的厚度。
所述的大功率高保真磁路，其特徵在於，所述各零件之間採用膠粘方式連接。
所述的大功率高保真磁路，其特徵在於，所述各零件之間採用塑料包封方式相互固定。
以下結合附圖及實施例對本實用新型的磁路特點說明如下
圖1釹鐵硼材料的室溫性能曲線示意圖2現有外磁式磁路縱剖面示意圖；圖3本實用新型的大功率高保真磁路實施例1的縱剖面示意圖；圖4本實用新型的大功率高保真磁路實施例2的縱剖面示意圖；圖5無副磁體的內磁式磁路的磁力線分布示意圖；圖6本實用新型的大功率高保真磁路的磁力線分布示意圖；圖7本實用新型磁路間隙的磁通密度分布示意圖；如圖3所示，其為本實用新型的大功率高保真磁路實施例1的縱剖面示意圖；本實用新型的磁路包括主磁體31、場芯32、軛鐵33及極板34；其中主磁體31外形呈圓柱或圓臺狀或圓柱或圓臺相結合的形狀，場芯32呈圓柱狀，軛鐵33呈內部凹陷的碗狀結構，極板34為一圓環狀的板體；場芯32與主磁體31疊置在軛鐵33內，場芯32的外徑與極板34的內徑之間形成容置振動導體的磁路間隙35，極板34蓋置在軛鐵33的上端面上，這樣就形成由主磁體31→場芯32→磁路間隙35→極板34→軛鐵33→主磁體31的一個閉合的磁迴路；為儘可能地消除磁路間隙35處向外擴散的漏磁通，本實用新型在場芯32的上端面貼置了一個與主磁體35極性相反的副磁體36，副磁體36呈圓環狀，本實用新型中的主磁體31、場芯32、軛鐵33中心處均設有一散熱孔37；主磁體1、場芯32、軛鐵33、極板34及副磁體36之間均採取緊密膠合的連接形式，也可採取用塑料包封的形式相互連接固定，以保持磁路具有較高的磁通量。
如圖4所示，其為本實用新型的大功率高保真磁路實施例2的縱剖面示意圖；該實施例2中，為增加音圈的振動空間，在主磁體31與軛鐵33之間設置了一導磁板38，導磁板38與主磁體31、軛鐵33之間也可採取膠合連接或用塑料包封的形式相互連接固定。
上述磁路的工作原理如下如圖5所示，在不加副磁體36的情況下，主磁體31與場芯32、極板34、軛鐵33和導磁板38形成閉合磁路，主磁通φ分布在磁路內部，其在磁路間隙37中產生磁通密度僅為Bg1，另外，還有漏磁通φ2；當在場芯32上面安裝一副磁體36後，原磁路中的漏磁通φ2發生了變化，如圖6所示，由於副磁體36的極性與主磁體35的極性反向設置；副磁體36的磁通將抑制漏磁通φ2向空氣中洩漏，迫使其返回磁路中，在磁路間隙37中產生磁通密度為Bg1漏；同時副磁體36本身的磁迴路在磁路間隙37中產生一磁通密度為Bg2，因此，磁路間隙37中的總磁通密度為B＝Bg1+Bg1漏+Bg2，由此式可見，磁路間隙37中的磁通密度增加了兩部分Bg1漏及Bg2，明顯提高了磁路間隙37中的磁通密度。
如圖7所示，其為本實用新型磁路間隙的磁通密度分布示意圖；其中實線A及虛線B分別為加和不加副磁體36的情況，從圖中可見，兩者相比增加副磁體36的磁路間隙37中的軸向磁通密度分布均勻，基本對稱，且磁通密度高。
本實用新型與現有技術相比，具有如下效果由於本實用新型採用釹鐵硼材料作磁體，所以本磁路所形成的磁路工作間隙具有較高的磁通密度，又由於本實用新型在場芯上端設置了一個副磁體，因此可以減小漏磁，減小產品的失真度，相應提高了產品的磁屏蔽能力，本實用新型的大功率高保真磁路與相應功率的現有揚聲器磁路相比較，其漏磁小5～10倍；又由於本實用新型在各零件上開設有通孔，便於及時散發熱量，保持產品性能的穩定性，電磁轉換效率高、失真小。
權利要求1.一種產生振動信號的大功率高保真磁路裝置，包括由永磁材料製成的主磁體及由導磁材料製成的場芯、軛鐵及極板，主磁體與場芯心相貼合，它們疊置於呈碗狀的軛鐵中，呈環狀的極板蓋置在軛鐵上端面上，極板的內環面與場芯之間形成環狀間隙；其特徵在於，還包括一副磁體，貼置在場芯的上表面，副磁體與主磁體的極性方向相反。
2.根據權利要求1所述的大功率高保真磁路裝置，其特徵在於，所述副磁體、場芯、主磁體、軛鐵上各設有相互連通的通孔。
3.根據權利要求2所述的大功率高保真磁路裝置，其特徵在於，還包括一位於主磁體與軛鐵之間由導磁材料製成的導磁板，導磁板上設有與所述副磁體、場芯、主磁體、軛鐵上的通孔相互連通的通孔。
4.根據權利要求1或2所述的大功率高保真磁路裝置，其特徵在於，所述主磁體由釹鐵硼材料製成。
5.根據權利要求1或2所述的大功率高保真磁路裝置，其特徵在於，所述主磁體及副磁體由釹鐵硼材料製成。
6.根據權利要求1或2所述的大功率高保真磁路裝置，其特徵在於，所述場芯的厚度大於極板的厚度。
7.根據權利要求1或2所述的大功率高保真磁路裝置，其特徵在於，所述各零件之間採用膠粘方式連接。
8.根據權利要求1或2所述的大功率高保真磁路裝置，其特徵在於，所述各零件之間採用塑料包封方式相互固定。
專利摘要一種用於產生振動信號的大功率高保真磁路裝置,包括主磁體、場芯、軛鐵、極板、導磁板及副磁體,相貼合的場芯、主磁體及導磁板疊置於呈碗狀的軛鐵中,極板蓋置於軛鐵的上端面,極板呈環狀,其內環表面與場芯之間形成磁通密度較大的工作間隙;副磁體貼置於磁芯的上表面,主磁體與副磁體的極性方向相反;副磁體、場芯、主磁體、導磁板及軛鐵上各設有相互連通的通孔,上述各零件可利用膠粘方式相連接,也可以用塑包方式包封固定,本實用新型的磁路磁通密度高,磁電轉換效率高,性能穩定。
文檔編號H04R13/00GK2277153SQ9621932
公開日1998年3月25日 申請日期1996年9月5日 優先權日1996年9月5日
發明者趙永良 申請人:北京市石景山區京磁技術公司