Неодимовые динамики
Неодимовые динамики
Магнит является один из важнейших конструкции электродинамичности в динамиках. Магниты уже давно применяется в изготовлении динамиков, но особенную популярность приобрели именно в наши дни. Переменный ток, проходящий через обмотку динамика, взаимодействует с магнитным полем находящегося в нем магнита, что вызывает в соответствии с законом Ампера, переменную силу, воздействующую на диффузор динамика.
В современных конструкциях динамических головок применяю несколько иную конфигурацию, катушка движется не в цилиндрическом задоре, да и сама не является цилиндрической по норме, а напоминает скорее спираль. Диаметр катушки выбирается исходя из размеров магнита для оптимального нагрева проволоки и индуктивности, чем больше диаметр катушки, тем больше магнит и шире диапазон частот. Меньший диаметр, выдаёт меньше верхов.
Магниты в динамиках бывают: керамические, фееритовые, alnico и неодимовые.
Каждый их них создает свое магнитное поле и завихрение магнитных потоков, что в итоге и влияет на звук.
Считается, что alnico имеет менее резкую «атаку», спокойное и мягкое звучание «smooth», мягкий неплотный низ и читаемый «колокольчиковый» верх.
У керамики более «зернистое» звучание, с выраженной серединой и верхом, более высокая читаемость и субъективно, более быстрая/резкая реакция.
Феррит считается хрупким, но не боится коррозии и низких температур (хотя при температуре минус 60 градусов имеет свойство размагничиваться).
Неодимовые магниты, сочетают и то и другое, с быстрой атакой и точностью передачи.
Неодимовые динамики — это те, во внутренней части присутствует неодим.
Неодимовый магнит считается одним из самых мощных магнитов в природе. Не смотря на его маленький вес и крошечные размеры, эти магниты обладают огромной силой сцепления, чем пользуются производители техники. Неодим легко окисляется, хотя и покрывается тонким защитным слоем никеля в несколько микрон.
Динамик использует взаимодействие между переменным магнитным полем, генерируемым проволочной катушкой, и постоянным магнитным полем, создаваемым неодимовым магнитом.
Основные преимущества — высокая эффективность и легкость, что особенно важно для производителей домашней акустики. Например, для получения качественного звука можно воспользоваться и традиционными решениями, но в этом случае колонки могут стать тяжелыми и неудобными.
В звуковых катушках неодим отвечает за передачу частотного диапазона, а следовательно — за чистоту звука и его насыщенность.
Звучат они лучше других, но у динамиков с неодимовыми магнитами есть недостатки:
Новые ″близнецы″. Неодимовые динамики RCF
Очень важными областями применения неодима являются:
Основанная в 1949 году, фирма RCF гордится разработкой и производством собственной продукции. Годы, посвящённые изучению и созданию динамических головок, привели к нескольким примечательным фактам. RCF стала первой европейской компанией, у которой есть свой высококлассный исследовательский центр по изучению акустических систем, рупоров и компрессионных драйверов. Чтобы создать качественный продукт или систему, требуется много различных составляющих. Сюда входит и моделирующее ПО для понимания поведения динамиков и соотношения динамических и передаточных характеристик. RCF использует много последних разработок в области ПО для исследования магнитных контуров, звуковых катушек, линейности подвесов, симуляторов дисперсии и т.д. Но и без того команда инженеров и разработчиков центра владеет огромным техническим и практическим опытом, что обеспечивает качество продукции, а также делает RCF лидером рынка разработчиков динамиков.
Компания создаёт динамики, оптимизируя соотношение между чистотой звука, включая отсутствие искажения, и возможность выдерживать большие уровни электрической мощности в течение длительного времени. RCF разрабатывает передовые технологии производства динамиков, а также применение высокотехнологичных материалов, таких как углеродное волокно, чистый титан, гибриды Kevlar и Mylar. С 50-летним опытом на рынке проектирования и производства, фирма RCF сыграла важную роль в таких изобретениях, как диффузоры из прессованного углеволокна, центрирующий подвес с двойной пропиткой из кремния, внутренняя/внешняя обмотка катушки и изготовление мембран из чистого титана. Последние разработки привели к созданию неодимовых магнитных контуров. Какими же преимуществами обладают неодимовые магниты в сравнении с обычными ферромагнитами?
Устройство неодимового магнитного контура таково, что напряжённость магнитного поля в зазоре звуковой катушки выше, чем в стандартных керамических конструкциях, в то время как вес значительно ниже. Редкоземельный элемент неодим также обеспечивает более высокий уровень BL (коэффициент электромеханической связи), что приводит к повышению контроля за движущейся массой мембраны. А это, в свою очередь, увеличивает КПД, улучшает передачу частотного диапазона и снижает искажения.
Давайте поподробнее рассмотрим несколько основных инноваций компании RCF.
Внутренняя/внешняя обмотка катушки.
Двусторонняя обмотка катушки имеет ряд преимуществ:
Сложная система охлаждения
В конструкции охлаждения отдельные компоненты, объединяясь, создают идеальную систему вентиляции. Начиная с дизайна корзины, RCF сосредотачивается на создании стабильных каналов охлаждения, оптимизируя, вместе с тем, площадь поверхности, чтобы передняя пластина динамика более эффективно рассеивала тепло. Гофрированная центрирующая шайба вместе с «пятаком» работают как воздушный насос, выталкивая горячий воздух и втягивая холодный каждый раз, когда диффузор двигается. Много отверстий расположены непосредственно сбоку динамика и на тыльной пластине.
Технология «прямой привод» (применяется в ВЧ динамиках)
Верхняя кромка звуковой катушки наклонена и склеена непосредственно с ободком титановой мембраны. Такой «прямой привод», без переходных процессов, гарантирует оптимальную передачу энергии между звуковой катушкой и купольной мембраной, обеспечивая более гладкие и широкие частотные характеристики в диапазоне 10 кГц, уменьшая завалы и искажения. Данная конструкция обеспечивает высокую мощность наряду с превосходными механическими и тепловыми свойствами, что делает неодимовые компрессионные драйверы RCF прочными и надёжными.
«Двойной кремниевый паук»
Еще одна интересная оригинальная «фишка», название которой дословно переводится как «двойной кремниевый паук». Суть ее в том, что между слоями ткани, из которых изготавливается центрирующая шайба («паук»), прокладывается два слоя кремния. Обладая эффектом памяти, этот материал позволяет надолго сохранить прочность шайбы и ее форму.
Уникальная демодуляционная технология применяется в вуферах RCF. Благодаря алюминиевому кольцу, установленному особым образом, осуществляется эффект прогрессивного тормоза по отношению к движуйщейся массе диффузора в точках его максимальных смещений. Таким образом, обеспечивается его очень гладкое и тихое движение в пиках амплитуды.
Низкочастотные динамики
Основные параметры: чувствительность 98,5 дБ; катушка 4,5 дюйма; 3000 программная мощность AES; диапазон 30-1000 Гц; BL-фактор 33,5 Тл*м; масса 10,9 кг.
LF18N401 обладает необычайно линейной АЧХ, высокой подводимой мощностью и малой компрессией. Применяется диффузор с тройной крепежной «гофрой» и большим диапазоном смещения до 52 мм в обоих направлениях.
Еще диффузор отличает очень точная геометрия и большая степень рифления. Динамик подходит для построения систем, где требуется большая мощность и небольшой вес. Специально разработан для туринга, особенно для рупорных АС. Очень ровная характеристика позволяет также рекомендовать его для студийных мониторов.
Основные параметры: чувствительность 98 дБ; катушка 4 дюйма; 2400 программная мощность AES; диапазон 30-1000 Гц; BL-фактор 27,8 Тл*м; масса 9,1 кг.
L18P300ND произошел от предшественника L18P300, но содержит неодимовый магнит, выгодно отличающий динамик по габаритам и звучанию. Также новинка имеет новейшую алюминиевую корзину с более высокой степенью охлаждения звуковой катушки. Магнитная система состоит из набора неодимовых пластин толщиной 15 мм, образующих мощное плотное магнитное поле в зазоре.
Чистое неискаженное звучание динамику обеспечивают крепеж диффузора с М-гофрой и подвес с двойной кремниевой пропиткой, гарантирующий особое точное движение поршня с катушкой. Этот вуфер подойдет для систем, от которых требуется четкое и разборчивое воспроизведение басов, идеален для живой музыки.
Основные параметры: чувствительность 97 дБ; катушка 4 дюйма; 2000 программная мощность AES; диапазон 35-1000 Гц; BL-фактор 23,5 Тл*м; масса 6,5 кг.
LF15N401 схож по параметрам со старшим братом LF18N401, только имеет 15 дюймов в диаметре. Обладает гладкой АЧХ и большой подводимой мощностью (в сравнении с аналогами).
Основные параметры: чувствительность 97 дБ; катушка 4 дюйма; 1800 программная мощность AES; диапазон 35-1500 Гц; BL-фактор 27,8 Тл*м; масса 8,6 кг.
Данный динамик идеален в случаях, где нужны хорошая мощность, большой КПД и линейность, в первую очередь в качестве НЧ-компонента в двухполосных АС. Механическая прочность и легкость позволяют рекомендовать его к использованию в переносных колонках.
Основные параметры: чувствительность 100 дБ; катушка 4 дюйма; 1700 программная мощность AES; диапазон 40-2000 Гц; BL-фактор 26,1 Тл*м; масса 7,5 кг.
MB15N351 разработан, чтобы предоставить превосходные звуковые характеристики, сочетаемые с очень малыми искажениями. Сильная неодимовая магнитная структура этой головки гарантирует четкую передачу динамики и точность воспроизведения. Новая уникальная 3,5-дюймовая катушка обладает большим запасом по мощности, особенно в сравнении с обычными 3-дюймовыми. Этот динамик рекомендуется к использованию в многополосных системах с большой мощностью.
Основные параметры: чувствительность 100 дБ; катушка 3,5 дюйма; 1300 программная мощность AES; диапазон 40-3000 Гц; BL-фактор 22,5 Тл*м; масса 5,0 кг.
LF12N401 имеет мощную магнитную структуру, аналогичную «старшему брату» LF18N401, и перенял от него отличные динамику и детальность. Привычная 4-дюймовая катушка позволяет подводить сигнал значительной мощности, а благодаря двойной системе охлаждения выделяемое тепло хорошо отводится и сводит компрессию к минимуму.
Динамик идеален в применениях, где нужно обеспечить звучание басов, но в кабинете очень малого размера. Например, он является штатным компонентом сабвуфера RCF TTS12-A.
Основные параметры: чувствительность 96 дБ; катушка 4 дюйма; 1600 программная мощность AES; диапазон 45-2000 Гц; BL-фактор 26 Тл*м; масса 6,5 кг.
Мидбасовая «двенашка» MB12N351 имеет все достоинства MB15N351. Чувствительность 99 дБ; катушка 3,5 дюйма; 1300 программная мощность AES; диапазон 45-3000 Гц; BL-фактор 22,5 Тл*м; масса 4,4 кг. Также рекомендуется для многополосных АС.
Среднечастотные динамики
RCF разработал два незаурядных герметичных среднечастотных неодимовых динамика. Это инновационное решение имеет много преимуществ перед традиционными СЧ динамиками:
Каждая деталь этого громкоговорителя была оптимизирована с целью создания наилучшей передачи средних частот. Он больше всего подходит для рупорных АС и элементов линейного массива. Дополнительно к динамику предлагается конический рассекатель сложной формы.
Основные параметры: чувствительность 102 дБ (до 109 дБ при использовании рупора); катушка 3 дюйма; 600 программная мощность AES; диапазон 150-2000 Гц; BL-фактор 20,7 Тл*м; масса 3,9 кг.
Восьмидюймовый MR8N301 сделан по образу и подобию MR10N301. Конструкция корзины аналогичная, хотя немного отличается. Рассекатель «пуля» также предлагается в виде опции.
Основные параметры: чувствительность 102 дБ (до 107 дБ при нагрузке на рупор); катушка 3 дюйма; 400 программная мощность AES; диапазон 300-3000 Гц; BL-фактор 17,8 Тл*м; масса 3,5 кг.
Сравнительно недавно в модельном ряду RCF появился пока единственный коаксиальный динамик CX15N351. Представляет собой комбинацию из 15-дюймового вуфера и 1,4-дюймового компрессионного драйвера. Мид-басовая секция содержит 3,5-дюймовую катушку, в ВЧ-секции используется 2,5-дюймовая титановая диафрагма толщиной 0,05 мм и катушка с алюминиевым проводом, намотанным на «ребро». ВЧ-рупор выполнен из алюминия и имеет оригинальный конический дизайн. Кроме уже ставших привычных «фишек» (подвес с двойной кремниевой пропиткой, демодуляционное кольцо и т.п.) в этом громкоговорителе применены и новые: алюминиевая шайба-насадка на магнит для дополнительного отведения тепла и медное индуктивное кольцо для расширения частотного диапазона.
Еще интересен способ, по которому драйвер нагружается на рупор: это производится через три отверстия особой формы. Динамик хорошо подойдет для сценических мониторов, где важны компактность, давление, линейность, а также отсутствие фазовых сдвигов при изменении положения слушателя.
Высокочастотные динамики
В линейке неодимовых высокочастотников RCF на сегодняшний выпускаются девять моделей с размерами выходного отверстия 1, 1.4 и 2 дюйма и подводимой мощностью от 50 до 220 Вт. Многие из них являются штатными ВЧ-компонентами в акустических системах популярных серий RCF: ART, 4PRO, TT+ и превосходно зарекомендовали себя в этом качестве.
Линейка производимых RCF динамических головок покрывает весь звуковой спектр. Благодаря высокоэнергетичной магнитной конструкции, комплексным системам охлаждения и современным технологиям, неодимовые динамики RCF отличаются великолепным звучанием и по праву занимают лидирующие позиции в мире.
Неодимовые громкоговорители – «что это такое и с чем это едят». Взгляд со стороны практика
Вячеслав Новиков,
Дмитрий Меншутин,
DR. Sound, LT
http://drsound.ru/
Что такое неодимовые громкоговорители и с чем они ассоциируются?
Думаю, каждый, кто имел дело с неодимовыми громкоговорителями, знает, что они гарантируют малый вес динамиков при том же кпд, а в сочетании с пластиковым корпусом колонок, импульсным блоком питания и усилителем D-класса мы получаем «мечту тамады». Которую очень легко транспортировать и даже можно (до определенной степени, конечно) кантовать.
Однако мало кто себе представляет, какие возникают подводные камни» при их использовании.
Начнем с исторической справки. В Периодической системе элементов Менделеева элементы под NN 59 (празеодим) и 60 (неодим) появились после разделения дидима в 1885 году, который считался раньше единым элементом. За данное достижение мы должны быть благодарны австрийскому химику Карлу Ауэру фон Вельсбаху. Выделить чистый неодим удалось лишь в 1925 году.
Цены на неодим даже сейчас, в кризис, отнюдь не бюджетны — котировка килограмма на LME составляет порядка 160 долларов (а в конце прошлого года цены колебались вокруг 280 долларов), и этому есть две причины. Первая – это то, что выделение чистого неодима среди химически подобных ему так называемых редкоземельных элементов очень сложно. Вторая – это то, что неодим является незаменимой легирующей добавкой для титана – всего 1,5% неодима увеличивают прочность последнего в полтора раза. Понятно, что на цену такой полезной добавки особо не смотрят. Нас же интересуют все-таки магниты.
Эталон компактности неодима
Первоначально неодим применялся в составе NdCox/NdYCox магнитов как замена еще более дорогого самария в магнитах системы R-Cox.
Но в 80-е годы XX века были сначала теоретически предсказаны, а затем получены постоянные магниты системы Nd-Fe-B с рекордными характеристиками магнитных свойств: остаточной магнитной индукцией («сила магнита») и коэрцитивной силой (сопротивляемость размагничиванию). Произведение остаточной индукции на коэрцитивную силу дает так называемую магнитную энергию, у лучших серийных образцов достигающую 50 миллионов гаусс*эрстед, или примерно 80% от теоретического предела. На практике это означает, что два магнита размером всего в несколько сантиметров не сможет разъединить руками даже Шварценеггер (из-за чего, кстати, при обращении с ними нужно соблюдать специальные меры предосторожности). А свою «магнитную силу» в нормальных условиях они теряют лишь на 1 % за 100 лет.
В то же время неодимовые магниты нельзя считать идеальными – кроме достоинств у них есть и недостатки.
Сейчас с использованием неодима производится в основном два типа магнитов: «истинный» NdFeB — неодим-железо-бор или, если требования к магнитной энергии на единицу объема не так высоки, чистый неодим заменяют смесью неодима с другими редкоземельными металлами (так называемым мишметаллом). Смысл замены в том, что то же количество неодима в составе мишметалла стоит дешевле.
Физические характеристики спеченного NdFeB (неодим-железо-бор):
Плотность материала – 7,4 (г/см3);
Температура Кюри – 310-340 (град. С);
Твердость по Виккерсу – 600 (Hv);
Электрическое сопротивление – 130-150 (Ом/см);
Остаточная индукция – 8000…13500 гаусс (0.8…1.35 Тл);
Коэрцитивная сила – 4000…12000 эрстед.
Эти магнитные свойства намного (в разы) выше, чем у ферритовых магнитов.
Но за безусловные достоинства приходится платить. И отнюдь не только деньгами.
Ферритовые магниты, состоящие из спеченных оксидов (то есть керамики), хотя и хрупки, но абсолютно не боятся коррозии и низких температур. Неодимовые же наоборот – без защитного покрытия легко окисляются, а во влажном воздухе даже превращаются в труху.
Дабы неодимовый магнит не терял товарного вида, его всегда гальванически покрывают тонким слоем защитного металла (никеля). Толщина этого покрытия далеко не всегда превышает несколько микрон, как следствие, это покрытие может быть повреждено прямо на заводе в процессе сборки динамика или при установке его в акустическую систему. Проблема в том, что от любого отверстия в покрытии начинается коррозия магнита, продукты этой коррозии, большие по объему, чем исходный материал, приводят к отслаиванию покрытия вокруг первоначального отверстия, и процесс развивается по нарастающей. В конечном итоге с полки магазина мы получаем уже поржавевший магнит, и даже не имеем возможности это заметить. Другое дело, когда динамики поставляются как запасные части — упакованы они гораздо бережнее (в картон и пенопласт, полиэтилен или бумагу), да и вообще, когда товаром является не целое устройство, а лишь его запчасть, отделы технического контроля гораздо жестче выбраковывают «некондицию».
Пример с радиатором
В идеальном варианте магнит защищает от внешней среды не только покрытие, но и радиатор. Тут-то мы и переходим к следующей проблеме.
По «нежности» неодимовые магниты в чем-то похожи на яйца.
Допустимый температурный режим у неодимовых магнитов довольно узок. Во-первых, они плохо переносят и жару, и холод, а во вторых – температурный коэффициент расширения у них довольно сильно отличается от окружающих их материалов магнитопровода. Одна знакомая тамада зимой забросила свои новые итальянские колонки в гараж из металлического каркаса, а через какое-то время повезла их на мероприятие. Каково же было ее удивление, когда, проработав «с холода» 20 минут, они замолчали.
В данном казусе, конечно же, виновато игнорирование свойств аппаратуры, ибо в руководстве пользователя черным по белому описан температурный режим хранения и эксплуатации.
Произошла простая вещь – съехала катушка и вдобавок магнит потерял почти всю свою магнитную индукцию.
Историй про перегрев, к сожалению, у нас нет, но найдется несколько замечаний.
В любом неодимовом громкоговорителе, особенно в высокочастотных «пищалках» есть небольшие «вентиляционные» отверстия в магнитной системе. Сделаны они отнюдь не для повышения качества звучания, а имеют вполне прикладное применение – воздух должен гулять вокруг катушки, не давая ей перегреваться и перегревать магнит, становящийся от перегрева весьма и весьма хрупким (и могущим потерять магнитную энергию). Во-первых, защитное покрытие не выдержит перегрева и уже через несколько дней мы увидим окись вокруг катушки, а во-вторых, при определенной температуре магнит потеряет минимум половину индукции.
Также следует обратить внимание на хранение – при неправильном хранении, например, в пыльном гараже, те самые отверстия, предназначенные для вентиляции, забиваются пылью со всеми вытекающими из этого последствиями. И это не было бы особой проблемой при отсутствии на площадках дым-машин. Основой рабочих веществ для них чаще всего является глицерин, накрепко проклеивающий «пылевой теплоизолятор» и заполняющий мельчайшие полости и щели устройств.
Особого внимания заслуживает и вопрос использования отечественным производителем неодимовых головок, но об этом, а также о «самопале» и «самопиле» мы поговорим в следующий раз.
Ферритовые магниты vs. неодимовые в акустических системах: что эффективнее?
Вот, пишут, например:
«. срок службы магнита или количество времени, в течение которого магнит сохраняет свои магнитные характеристики. Неодимовый магнит теряет порядка 1% в течение 100 лет, в то время, как ферритовый магнит уже через 8-10 лет полностью теряет свои магнитные свойства и становится обычным куском железа. ».
Получается, что акустика на ферритовых магнитах через 8-10 лет становится мягко говоря не соответствующей своим изначальный параметрам? В отличие от акустики на неодимах?
Ответы
На работе померял теслометром напряженность вектора магнитной индукции в зазоре разобранного старого 10ГД-30б динамика 1984 года, там около 0.8 Тл. Может и больше, просто зонд теслометра туда не совсем пролезает. По паспорту у него в новом виде должно быть 0,90-0,95. Феррит только от тепла деградирует, от комнатной заметно не стареет.
В производстве у нас используются магниты неодимовые для специальных применений с повышенной термостойкостью до 120гр С марки N48H до 4,5 Тл. Такие же в винчестерах HDD, по-моему, используют. Думаю в динамиках такие не встретить, так как они в 2-3 раза дороже обычных до 80гр С.
Сейчас у нас ходят слухи, что у монопольных в этом деле китайцев появились неодимовые магниты до 7 Тл. Слухи проверяем, производителя ищем, есть мнение, что пока гражданским это недоступно, и всё семерки идут на двигатели постоянного тока для беспилотников и подводных лодок КНР. С аудиофильской точки зрения доступность таких магнитов могла бы ещё раз встряхнуть аудиоиндустрию.
Эх, попробовать бы ещё платиновые. Не приходилось работать с такими?
Тема: Неодимовые динамики
Опции темы
Привет всем! Все хочу получить ответ, на сколько безопасно использ. неодим. динов при работе на улице, зимой. Или это проста бред, что при низких темпер. (-20. 30 гр.) они меняют свои характ? Хотелось бы у знать конкретный ответ от людей непосредст.работающих на неодимах. Типа,»да, полетела целая партия динов, когда работали на морозе», или «да это все миф, работаю давно в любых услов. и все ОК»
[QUOTE=Tania;565430]Привет всем! Все хочу получить ответ, на сколько безопасно использ. неодим. динов при работе на улице, зимой. Или это проста бред, что при низких темпер. (-20. 30 гр.) они меняют свои характ? Хотелось бы у знать конкретный ответ от людей непосредст.работающих на неодимах. Типа,»да, полетела целая партия динов, когда работали на морозе», или «да это все миф, работаю давно в любых услов. и все ОК»[/QUOTE
70-80 градусов размагнитился на 60 процентов. Если ферритовы при такой температуре теряет индуцию с 1.4 до 0.9 теслы и после охлаждения восстанавливает до 1.3, то неодимовый размагничивается. Я вот даже не знаю, как Р-Аудио и какой вернее материвал в проф серии использует. там железо магнитной системы нагревается при работе очень значительно.
редкоземельные магниты не только P-audio пользует.
А что речь про нагревание? Тогда это очень печально. А на сколько упадёт давление при снижении индукции до 60 проц.? И на сколько у ферритового динамика при снижении с 1.4 до 1.3 Теслы? Я так понял что остальные т/s параметры то-же поплывут? Очень серьёзная тема для размышлений, тем более что производители динамиков про это умалчивают.
А нагрев динамиков при работе это реальность, у меня у BEYMA 18G550 (работает в рупоре в закрытом объёме), при погрузке сразу после ночной дискотеки, после удара колонки об борт машины, слетела с размякшего клея магнитная система и зажало катушку. А ещё у другого, катушка(медь) местами отклеилась от основания и образовались пузыри, что привело к появлению посторонних призвуков динамика.
Добавлено через 4 минуты
Сдесь важно что-бы подвес этих динамиков не становился жёстким,вернее пропитка подвеса, а это приводит к растрескиванию и повреждению подвеса.
