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亞韻電子-- 磁鐵常識4


   揚聲器材料的認識-磁鐵

         磁氣回路


當(dāng)音圈導(dǎo)電而振動時,對線圈以直角供給直流磁通(供給磁場)的部分,就叫磁氣回路。


 永久磁石

永久磁石大致分為Alnico系永久磁石、Ferrite系永久磁石及希土類鈷系永久磁石三種。

Ⅰ)Alnico系永久磁石

Alnico系永久磁石的構(gòu)成是以鐵(Fe)、鋁(AL)、鎳(Ni)、鈷(Co)為主要成份另加少量的銅(Cu)和鈦(Ti)等。故其名稱也是取其主要成分的符號而成。其制造是以鑄造為主,也有少許鍛造的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,幾乎全部是Alnico,而Ferrite系磁石大都數(shù)用在SPK以外,如Core之用,約在二十年前開始用于SPK之后,隨電視機喇叭因顧慮漏磁的影響之外,其它大型SPK幾乎全部使用Ferrite系磁石了。特別是前幾年,全世界鈷拉地薩伊(比屬剛果)發(fā)生戰(zhàn)爭之后,鈷的價格猛跳數(shù)倍,而且來源不易,故小口徑的SPK亦大都換用Ferrite磁石。

Ferrite系磁石是以氧化鋇與氧化二鐵的混合粉末經(jīng)Press成型,在高熱爐內(nèi)燒結(jié)而成,材料比Alnico便宜很多而且來源穩(wěn)定,保磁力(HC)大,對外部磁場的安全性亦佳。磁氣回路的形態(tài)概為外磁式,但最近亦有內(nèi)磁式的研究設(shè)計了。

Ⅲ)希土類鈷系永久磁石

它是把稀土類金屬和鈷的化合物所制成的稀土類鈷的永久磁石。這種磁石的最大特點是性能上所顯示的物理量,所謂最大能量積(Maximun Energy Prodoct代號是“BHmax”)約為Alnico磁石的2~3倍,故小的體積可以獲得大的能量,隨著超薄型喇叭的問世,尤其前兩年Walk Man型收錄機的流行,稀土類鈷永久磁石更見大行其道了,最近又有塑料稀土類鈷(Medmax)的出現(xiàn),成型容易價格亦低,它的成份是鉉(SM)、鈷(CO)及塑料粘結(jié)而成,比稀土類鈷永久磁石便宜一半。電磁型及永久磁石型造成磁通的方法見圖1-11。

②  磁氣回路的組成

鐵心、鐵片和磁鐵結(jié)合構(gòu)成了磁氣回路(磁路),但小型SPK使用圓形軛時就不需鐵片了,鐵心和鐵片的作用是在形成磁極的同時,把發(fā)生于永久磁石的磁通量(磁束)導(dǎo)向磁隙(GAP)之內(nèi),用電氣回路作比喻,這就是導(dǎo)入電流的導(dǎo)線,故最重要的是將發(fā)自永久磁石的磁通量非常有效的導(dǎo)入磁隙內(nèi),而且通過鐵心與鐵片的磁通量決定于其材質(zhì)和斷面(厚度),如果材質(zhì)不佳和斷面厚度不夠時,則導(dǎo)入磁隙內(nèi)的磁通量少,泄漏的磁通量就多。

③  揚聲器磁氣回路

SPK有內(nèi)磁式Alnico Type和外磁式Ferrite Type兩種,SPK的磁氣回路包括永磁體(即磁鐵,磁石或磁鋼)鐵片,鐵心和工作氣隙,而在氣隙中利用永磁體所提供的磁能。永磁體的作用是在氣隙中主生永恒磁場。磁氣回路設(shè)計的根本目的就在于設(shè)計一種磁路結(jié)構(gòu),以體積最小,價格最廉的磁鐵,在氣隙中產(chǎn)生既定的磁感應(yīng)強度,而單位體積的永磁體向外空間所發(fā)出的能量與它的磁能積(BHX)是成正比的。如圖1-12(a)的永磁體,其磁滯回路的第二象限部分稱為該磁體的去磁曲線,曲線上的各點則相應(yīng)于不同的去磁情況,亦即不同的氣隙長度lg,如圖1-12(b)所示,如果磁路是閉合的,則相當(dāng)于該磁體處于B的情況,此時磁感應(yīng)強度是最大的,且等于Br,但此時沒有可供利用磁能的氣隙,因此全部能量集中于磁體內(nèi)部,磁體向外界不輸出任何能量,能量曲線中w=0,w=0之第二個極限情況相當(dāng)于A點,此時H=HC,B=0;在該點磁體也不向外界空間輸出能量,因為B=0,如果磁體處于D點的情況,則磁體能量的一部分即發(fā)射給外界空間,且其值正比于磁能積BH×Hd。



為了更好地利用永磁體,必須適當(dāng)選擇退磁曲線上的工作點,使得該點的工作條件相當(dāng)于磁體的能量輸出,或者說使得該點所對應(yīng)的磁能積達到最大值(Bm×Hm)max,則此點即為最佳工作點。圖(b)中D點,其所對應(yīng)的磁能積(BH×Hd)達到最大,其輸出能量也最大,因此描述磁體性能指針,除剩余磁感應(yīng)強度Br,矯頑力Hc以外,還有最大磁能積(Bm×Hm)max的值。

只要適當(dāng)設(shè)計永磁鐵的尺寸,就可以使永磁鐵的工作處于最佳狀態(tài)。目前使用的永磁體材料三類型Alnico系Ferrite系和稀土類鈷系,它們的去磁曲線如圖1-13,圖中Alnico系特點是Br大(Bm×Hm)max大,而矯頑力則相對比較小,用這種材料做成永磁體,截面可以做得較小,但厚度必須較大,在內(nèi)磁結(jié)構(gòu)多采用這種材料。稀土類鈷系材不僅有大的磁能積,而且有大的矯頑力,因此可以做成小而薄的永磁體。薄型SPK能常采用釤鈷磁鋼,鎳鈷銅鐵等到稀土磁性材料作為永磁體材料。

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