Перемотка катушек громкоговорителей. Поломки динамиков и методы их устранения

Поломки динамиков и методы их устранения

Симптомы неисправности	Методы лечения
1. Не играет совсем (нет звука)	Сгорела катушка, или обрыв провода. Наверное, из-за перегрузки большой мощностью. Разборка и перемотка звуковой катушки
2. Не играет и разрушена подвижная система механические повреждения	В таких случаях – серьезный ремонт.
3. Динамик (прошу прощения за точность формулировки) «подпёрдывает»	Здесь может быть несколько вариантов: а) надломились подводящие провода и поэтому они искрят, отсюда и такой звук… Ремонт – нормально заделать гибкие выводы. б) Но может быть нарушена центровка катушки и при большой амплитуде происходит касание катушки о керн (или фланец). Вот здесь-то и нет однозначного решения… Если, действительно, нарушена центровка, то можно оклеить центрирующую шайбу и снова ее приклеить, предварительно сняв колпачок и вставив в зазор прокладки. в) дефект может быть вызван не из-за нарушения центровки, а из-за деформации катушки, по причине перегрузки динамика большой мощностью катушка может потерять круглую форму и стать овальной.Тогда никакая центровка не поможет. Нужно разбирать динамик и перематывать катушку
4. Если динамик не «подпёрдывает», а «шкрябает»	В принципе, это то же самое, что и вп.3, но эффект выражен в меньшей степени
5. Посторонние призвуки, но не постоянные, а только изредка	Вероятно, грязь попала в зазор (опилки, например) Разбирать динамик и чистить зазор…
6. Дребезжащий звук, постоянный и во всем диапазоне частот	Расслоение витков звуковой катушки. Разборка и перемотка катушки
7. Тот же дребезжащий звук, но только на какой-то одной частоте (обычно от 100 Гц до 1 кГц), что то вроде резонанса	Это что-то отклеилось в подвижной системе. Надо проверить клеевые стыки на колпачке, на подвесе, на центрирующей шайбе. И подклеить, разумеется
8. «Сопящие» или свистящие призвуки на большой амплитуде	Это «шум» от воздуха, проходящего в узкие щели зазора и в дырки на диффузоре, заклеенные тряпочкой в рижском динамике 75ГДН-1. Это не лечится, это дефект конструкции. Кстати, в 75ГДН-3 такого нет, т.к. там для выравнивания давлений сделано отверстие в керне (и нет заклеенных тряпкой отверстий в диффузоре)
9. Да, еще… Если «пердит», но непостоянно	Отклеилась катушка от диффузора… Приклеить катушку к диффузору

Ремонт при соскочившем витке катушки.

Сначала отпаяй гибкую подводку, потом пропитай прокладку и подвес (гофр и нижнюю центрирующую шайбу из ткани) диффузора по диаметру в месте его приклейки к диффузородержателю (силуминовая или стальная корзина) растворителем 646-648 (растворитель иногда не размягчает клей, можно попробовать ксилол, толуол, бензол),
и дождаться размягчения клея (от 10 до 20 минут), когда можно будет сдвинуть легко пальцем приклееную поверхность на гофре и центрирующей шайбе от силумина диффузородержателя. Аккуратно (НЕ ОТРЫВАТЬ! ДОЛЖНО ВСЁ ОТКЛЕИТСЯ САМО, иначе просто мало растворителя полил или мало подождал) извлечь диффузор из диффузородержателя. Поставить витки виток к витку на место и закрепить тонким слоем клея БФ-2, (можно, но хуже, использовать нитро-клей) в особо мощных головках катушка пропитывается тонким слоем эпоксидного клея. Собирать в обратной последовательности, обильно смочив все поверхности растворителем, размочив тем самым старый клей снова, поставить диффузор на место, после центрирования катушки в зазоре начинать приклеивание - прижав ткань центрирующей шайбы и резиновый (поролоновый - в зависимости от конструкции головки) гофр к силуминовой (стальной) поверхности диффузородержателя на положенное место. Центрировать при помощи свёрнутой фотоплёнки (для мощных головок можно использовать прямоугольные кусочки плотного картона, равномерно распределённые по диаметру зазора, длинной, достаточной для их лёгкого извлечения из зазора после сборки головки), введённой в зазор керна и звуковой катушки (колпак для этого с диффузора предварительно аккуратно отклеить, поливая растворителем клеевой шов - следить при этом за тем, чтобы растворитель не попал под колпак, иначе может отклеиться каркас звуковой катушки от горла диффузора){Как раз это у меня и произошло: прим. Serzhi }. При сборке не забыть про наличие гибкой подводки к катушке, и не приклеить мимо совпадения выводов катушки с клеммами на диффузородержателе. Приклеить таким же методом прокладку по периметру диффузора на место поверх гофра.

При нехватке во время сборки клея нанесённого на заводе, подклеивать при сборке СТРОГО нитроклеем типа Момент или Феникс (те, что в больших тюбиках). Это гарантирует возможность разобрать головку снова для ремонта, или в случае неправильной сборки {у меня старый клей не хотел клеить - тщательно растворил и удалил его и нанёс тонкий слой нового}.
Растворителя надо лить много, чтобы стоял и переливался в клеевых соединениях. Можно потихоньку лить прямо из горла бутылки (лучше конечно из маслёнки, которая сделана из химически стойкого пластика). Растворитель токсичен, не отравись! Сильно гоняет в туалет после его вдыхания - видно почки сразу выводят яд. Работай в проветриваемом месте!
Береги от попадания растворителя клеевые соединения самой магнитной системы и центр диффузора под колпаком (приклеенный каркас звуковой катушки), а не то головка развалится вся на составные элементы. Лей только на периметр диффузора, центрирующую шайбу аккуратно смачивай обильно пропитанным ватным тампоном.

Главное АККУРАТНОСТЬ! Испортить можно всё, бумага все же, помять каркас катушки и порвать и измять диффузор, измять и порвать колпак.

В общем ОЧЕНЬ НЕЖНО И АККУРАТНО!

Саму магнитную систему расклеивать никогда не нужно и недопустимо - может упасть чувствительность (отдача) головки после склейки заново. По этой причине не всегда достигаются хорошие результаты в ремонте головок с расклеившейся магнитной системой. Склеить магнит с керном можно, а вот магнитная сила в зазоре может снизится.

Перемотка сгоревшей звуковой катушки.

Смотай аккуратно сгоревшую катушку с каркаса (если плохо сматывается - капни растворителя), для облегчения смотки и предупреждения смятия каркаса изготовь оправку, о которой ниже. При смотке зарисуй, где было начало старой катушки, и как заделывались выводы. Сосчитай витки старой катушки.{или смотри информацию по динамикам на этом сайте. Если её ещё нет - то скоро будет:)} Подбери провод точно по диаметру (можно померять микрометром, а если его нет, тогда намотай 10 витков провода на подходящий стержень, измерь ширину 10 витков штангенциркулем, и раздели на 10) и аккуратно, виток к витку, мотай на туго вставленной в каркас катушки, оправке. Оправка изготавливается из чуть большего, относительно внутреннего диаметра каркаса катушки, отрезка металлической (лучше не сильно толстой - не сжать будет) трубы с продольным пропилом, чтобы при введении оправки в каркас можно было трубу сжать, а потом она распрямится и плотно подожмёт каркас изнутри. Пропил в трубе сделаешь ножовкой по металлу. Трубу возьми такой длины, чтобы удобно было сжимать свободный конец при одевании на неё каркаса. Первый виток мотай согласно началу намотки старой катушки (как правило, первый виток находится у горла диффузора и подпаивается прямо к контактной заклёпке). Первый виток закрепи ниткой, которую после намотки удали. При намотке иногда проворачивай диффузор с катушкой на оправке для предотвращения залипания каркаса на оправке. Натяжение при намотке не сильное - иначе можно сжать каркас вместе с оправкой (по этой причине разрезную оправку иногда полезно заклинить изнутри, вставив в пропил подходящую проволоку или внутрь трубы жёсткий предмет). При намотке первый слой пропитываешь жидким клеем - крайне тонкий слой. С проводом обращаться нежно, иначе можно содрать лаковую изоляцию. После намотки катушки, пропитай её (тонким слоем) жидким клеем БФ-2 - разбавляется спиртом (эпоксидным - разбавляется нитрорастворителем 646-648), облуди с канифолью выводы и подпаяй к контактным заклёпкам. При пайке использование кислоты и кислотосодержащих флюсов недопустимо, только канифоль!

Как попытаться расправить замятый колпак.

Попробуй его отклеить аккуратно - обильно поливая периметр склейки нитрорастворителем 646-648 (или другим - смотри выше). После отклейки СЛЕГКА увлажнить его водой и сильно зажать в тисках, подобрав для него пуансон и матрицу подходящей формы по выпуклости. {у меня просто выпрямился пальцем - был вмят немного} После нескольких дней выдержки в тисках обработать внутреннюю сторону очень жидким эпоксидным клеем, разведённым нитрорастворителем - очень тонкий слой!
Выждать пока схватиться полностью (может сохнуть более 3 суток разжиженная эпоксидка), потом аккуратно подклеить на место нитроклеем типа "МОМЕНТ" - тем, который в больших тюбиках.
Хотя по идее, такую голову надо конечно менять на новую.
При вдавливании колпачка на пищалке или среднечастотнике, можно попытаться наклеить на него скотч и быстро дёрнуть на себя. Должен выпрямиться.

Как удалить металлические опилки из магнитного зазора.

Очень часто при разборке головок, у них в магнитных зазорах обнаруживается большое количество металлических опилок и кусочков магнита. Удаляются они проведением в зазоре куском скотча (изолентой), сложенным пополам, липким слоем наружу. Некоторые специалисты рекомендуют заливать в зазор резиновый клей, и после его высыхания вытаскивать его из зазора вместе с опилками. Сам не пробовал, и могу сказать, что этот метод скорее всего не подходит ко многим зазорам, в которых есть свободные полости между кольцевым магнитом и шайбой керна и фланцем диффузородержателя (практически все низкочастотные и широкополосные головки высокой мощности с кольцевым феррит бариевым магнитом). Для тех головок, в которых таких полостей нет, и зазор представляет из себя ровную продольную щель в глубину, этот метод вероятно возможен.

Маленькая хитрость.

Если катушка задевает, иногда это связано с провисом диффузора вниз от старости головки. Тогда можно попробовать поменять его положение в колонке - провернуть в панели колонки низ динамика вверх на 180 градусов. Тогда если катушка не слетела, а просто задевает от провиса диффузора от времени, то может провис скомпенсируется.
Иногда задевающую катушку можно вылечить путём создания противоположного перекоса диффузора при помощи вставки в диффузородержатель (тряпка, поролон). Оставить в таком положении головку на несколько недель, и возможно перекос после извлечения вставки скомпенсируется.
К сожалению эти хитрости помогают редко, и приходится разбирать головку.

Принцип устройства электродинамической ГГ показан на рис 1.

Рис 1. Устройство электродинами-ческой головки громкоговорителя / - диффузородержатель, 2 - подвиж 1 ная система, 3-магнитная цепь

Головка громкоговорителя состоит из трех основных частей- магнитной цепи 3, подвижной системы 2 и диффузородержателя 1.
Магнитная цепь ГГ может быть выполнена в двух вариантах: экранированном или неэкранированном, в зависимости от требований к аппаратуре, в которой применяется ГГ. Различные варианты экранированных керновых, кольцевых с литыми магнитами и кольцевых с дополнительным экраном и неэкранированных цепей показаны на рис. 2.

Рис 2. Конструкция магнитной цепи головки громкоговорителя а - экранированная цепь с керновым магнитом, б - неэкранированная цепь с кольцевым магнитом, в - цепь с кольцевым магнитом и внешним экраном, 1- керн, 2-верхний фланец, 3 - постоянный магнит, 4 - нижний фланец (или стакан), 5 - экран, 6 - наконечник

Магнитная цепь ГГ состоит из элементов магнитопровода верхнего фланца 2, стакана 4, керна 1 и постоянного магнита 3 с наконечником 6 (рис. 2., а) или верхнего и нижнего фланцев 2 и 4, керна 1 и постоянного магнита 3 (рис. 2, б). Иногда она помещена в экранирующий стакан (рис. 2,в). Постоянный магнитный поток, создаваемый магнитом с помощью магнитных фланцев и керна, направляется в воздушный рабочий зазор, имеющий вид кольцевой цилиндрической щели между керном и верхним фланцем
В качестве постоянных магнитов в неэкранированных цепях обычно применяются кольцевые ферритбариевые магниты (25БА170, 28РА180), в экранированных - используются литые кобальтосодержащие (ЮН13ДК24) или редкоземельные магниты. Для изготовления деталей магнитопровода обычно применяют мягкую электротехническую или конструкционную сталь (Ст. 10)
Эффективность работы ГГ как электромеханического преобразователя характеризуется произведением индукции магнитного поля в зазоре на длину проводника (т. е. длину провода звуковой катушки) На величину индукции и структуру распределения магнитного поля влияет ширина и высота рабочего зазора, конфигурация фланцев и керна, а также объем и ширина постоянного магнита.

Рис 3. Конструкция подвижной системы головки
громкоговорителя а - с коническим диффузором, б - с купольной диафрагмой,
1- звуковая катушка 2-центрирующая шайба, 3 - гибкие выводы, 4 -
подвес, 5 - диффузор (диафрагма), 6-пылезащитный колпачок

На рис.3 показана подвижная система ГГ. Она включает в себя подвес 4, конический диффузор или купольную диафрагму 5, центрирующую шайбу 2, пылезащитный колпачок 6, звуковую катушку 1, гибкие выводы 3.
Подвес 4 имеет вид гофрированной кольцевой оболочки, обладающей большой гибкостью в осевом направлении, что позволяет диффузору совершать осевые колебания с большой амплитудой смещения. Подвес отливается вместе с диафрагмой из бумажной массы или изготавливается из специальных мягких материалов (резины, пенополиуретана и др)
Диафрагма (диффузор) 5 представляет собой упругую оболочку вращения (конусную, купольную или плоскую), которая под действием осевой механической силы со стороны катушки колеблется, возбуждая колебания воздушной среды и излучая звук. В настоящее время в большинстве ГГ используются диффузоры из естественных целлюлозных материалов, обладающих удачным сочетанием физико-механических параметров. В последние годы применяются в качестве материалов для диафрагм (диффузоров) полимерные, сотовые, металлические и композитные материалы.
Центрирующая шайба 2 представляет собой гофрированную мембрану, которая обеспечивает центровку звуковой катушки в зазоре, препятствует возникновению круговых колебаний, позволяя совершать диафрагме большие смещения в осевом направлении. Центрирующие шайбы обычно изготавливаются из хлопчатобумажной ткани, батиста или шифона, пропитанных бакелитовым лаком.
Пылезащитный колпачок 6 - купольная или плоская мембрана, которая предохраняет зазор от попадания пыли, выполняя роль дополнительного ребра жесткости на диафрагме. Изготовляется обычно из бумажной массы, ткани или металлической фольги.
Звуковая катушка 1 представляет собой цилиндрический каркас с намотанным в несколько слоев изолированным проводником. Как правило, количество слоев звуковой катушки четное, чтобы ее выводы выходили в одну сторону. При протекании по звуковой катушке, помещенной в радиальный цилиндрический зазор магнитной цепи переменного тока,на нее будет действовать механическая сила, под воздействием которой возникают колебания звуковой катушки и связанной с ней диафрагмы. Каркас катушки обычно изготавливается из ка-бельной бумаги или металлической фольги, в качестве проводника используется медный или алюминиевый про-вод в эмалевой изоляции.
Гибкие выводы 3 соединяют проводник звуковой катушки с выходными соединительными клеммами ГГ.
Диффузородержатель служит для соединения магнитной цепи, подвижной системы ГГ и обеспечивает крепление в корпусе той аппаратуры, где она используется. Диффузородержатель обычно изготавливают методом штамповки из стали или методом литья из силумина.
Все элементы подвижной системы и магнитной цепи оказывают существенное вляние на электроакустические характеристики и качество звучания ГГ.

Разборка и сборка динамика

Сначала у пациента были отпаяны гибкие подводящие провода (со стороны контактных площадок)

	Затем растворителем (646 или любой другой, способный растворить клей, типа "Момент") при помощи шприца с иглой было смочено место склейки пылезащитного колпачка и диффузора (по периметру)...
	Место приклеивания центрирующей шайбы к диффузору (по периметру)...
	И место приклеивания самого диффузора к корзине диффузородержателя (опять же по периметру) В таком состоянии динамик был оставлен на минут 15 с периодическим повторением предыдущих трёх пунктов (по мере впитывания/испарения растворителя)
Внимание! При работе с растворителем следует соблюдать меры безопасности - не допускать попадания на кожу (работать в резиновых перчатках!) и слизистые оболочки! Не есть и не курить! Работать в хорошо проветриваемом помещении! При смачивании - пользоваться небольшим количеством растворителя, избегая попадания его на место приклеивания катушки и центрирующей шайбы!
	В зависимости от типа растворителя и температуры воздуха, через 10-15 минут сказанных выше операций с помощью острого предмета можно аккуратно поддеть пылезащитный колпачок и снять его. Колпачок должен либо отойти очень легко, либо оказать очень слабое сопротивление. Если нужно прилагать значительное усилие - повторите операции со смачиванием его краёв растворителем и ожиданием!
	После отклеивания колпачка - аккуратно выливаем остатки растворителя из углубления около оправки катушки (путём переворачивания пациента).
	К этому времени успевает отклеится центрирующая шайба. Аккуратно, не прилагая усилий, отделяем её от корзины диффузородержателя. при необходимости - повторно смачиваем место склейки растворителем.
	Смачиваем место приклейки диффузора к диффузородержателю. Ждём... Смачиваем снова и опять ждём... Минут через 10 можно попробовать отклеить диффузор. В идеале он без усилий должен отделится от диффузородержателя (вместе с катушкой и центрирующей шайбой). Но иногда требуется ему немного помочь (главное - аккуратность! Нельзя повреждать резиновый подвес!!!)
	Очищаем места склейки от старого клея и просушиваем разобранный динамик.
	Осматриваем разобранного пациента на предмет нахождения неисправности. Смотрим на катушку. При отсутствии на ней потёртости и отклеившихся витков - оставляем её в покое. При отклеивании виточка - приклеиваем его обратно тонким слоем клея БФ-2.
	Внимательно осматриваем место крепления подводящих проводков к диффузору. Так и есть - у пациента наиболее часто встречающаяся у старых динамиков имеющих большой ход диффузора неисправность. Подводящий проводок в месте крепления перетёрся/переломился. О каком контакте может идти речь, когда всё висит на пропущенной в центр проводка нитке! Аккуратно отгибаем медные "усики"... И отпаиваем подводящий проводок. Повторяем операцию для второго проводка (даже если он ещё жив - болезнь легче предупредить!) Обрезаем подводящие проводки по месту излома...
	И облуживаем получившиеся кончики (само собой - сначала используем канифоль). Тут необходима аккуратность! Используйте малое количество лёгкоплавкого припоя - припой впитывается в проводок, как в губку! Аккуратно припаиваем проводок на место, загибаем медные "усики" и проклеиваем клеем (Момент, БФ-2) место прилегания проводка к диффузору. Запоминаем - паять проводок к крепёжным "усикам" - нельзя! Иначе как проводки можно будет поменять снова лет через десять? ;),
	Собираем динамик. Ставим диффузор со всем "хозяйством" в диффузородержатель, ориентируя проводки к местам их крепления. Затем проверяем правильность полярности - при подсоединении 1,5В пальчиковой батарейки к выводам, при подключении "+" батарейки к "+" динамика - диффузор будет "выпрыгивать" из корзины. Ставим диффузор так, что бы его "+" подводящий проводок был у обозначения "+" на корзине динамика.
	Припаиваем подводящие проводки к контактным площадкам. Обращаем внимание, что длинна проводков уменьшилась почти на полсантиметра. Поэтому паяем их не как было на заводе - к отверстию в пластине, а с минимальным запасом, для сохранения длинны.
	Центрируем диффузор в его корзине с помощью фотоплёнки (или плотной бумаги), которую помещаем в зазор между керном и катушкой. Главное правило - помещаем центрировку равномерно по периметру, для соблюдения одлинакового зазора. Количество (или толщина) центрировки должна быть такой, что бы при небольшом высовывании диффузора наружу он свободно держался на ней и не проваливался внутрь. Для динамика 25ГДН-1-4 для этого достаточно 4-ёх кусочков фотоплёнки, помещаемых попарно друг перед другом. Длинна фотоплёнки должна быть такой, что бы она не мешала, если положить динамик на диффузор. Для чего - читайте ниже.
Приклеиваем диффузор. Пользуемся показанием к используемому клею (рекомендую "Момент", главный критерий выбора, что бы клей в дальнейшем можно было растворить растворителем). Я обычно высовываю диффузор на 1-1,5 см вверх, что бы центрирующая шайба не касалась корзины диффузородержателя, затем кисточкой наношу на неё и корзину тонкий слой клея, выжидаю и плотно всовываю диффузор внутрь, дополнительно прижимаю шайбу к корзине по периметру с помощью пальцев. После чего приклеиваю диффузор (в вдвинутом состоянии, не допуская перекоса). Оставляем динамик в перевёрнутом виде на несколько часов под грузом (вот по этому наша фотоплёнка и не должна выступать за плоскость диффузора!)...
После чего проверяем динамик на верность сборки. Достаём центрировку и аккуратно проверяем пальцами ход диффузора. Он должен ходить легко, не издавая призвуков (касанья катушки и керна быть не должно!). Подсоединяем динамик к усилителю и подаём на него низкочастотные тона небольшой громкости. Посторонние призвуки должны отсутствовать. При неправильном приклеивании (допущен перекос и т.д.) -динамик нужно расклеить (смотри выше) и собрать заново, соблюдая аккуратность! При качественной сборке мы в 99% получим полностью рабочий динамик.
	Промазываем клеем кромку пылезащитного колпачка, выжидаем и аккуратно приклеиваем его к диффузору. Тут необходима аккуратность и точность - криво наклеенный колпачок не влияет на качество звука, зато очень портит внешний вид динамика. при приклеивании нельзя нажимать на центр колпачка!!! Он от этого может прогнуться и придётся его отклеивать, выпрямлять, промазывать изнутри тонким слоем эпоксидки для прочности и приклеивать обратно.
	Выжидаем, пока полностью произойдёт склейка всех частей (около суток) и ставим готовый динамик на его место. Наслаждаемся звуком, который ничем не хуже, чем у нового заводского аналогичного динамика.

Вот и всё, теперь вы видите, что починить динамик - лёгкое дело. Главное - неторопливость и аккуратность! Так за час не спеша можно починить практически любой НЧ или СЧ динамик отечественного или импортного производства (для расклейки импортных динамиков зачастую требуется более мощный растворитель, например ацетон или толуол, аккуратно - они ядовиты!!!) имеющий аналогичный дефект.

Да, после операции у бывшего больного открылось второе дыхание и весёлые жёлтые сабы продолжают делать свой нелёгкий басовый труд.

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.

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.

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.

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.

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

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 . 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 R 2 , 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. 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 . 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-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

Изготовление намоточного станочка.

Станочек представляет собой П-образною конструкцию, имеющую ось вращения оправки (болванки) катушки динамика и ось вращения катушки с запасом намоточного провода. Для осей необходимо предусмотреть возможность регулировки усилий вращения, то есть какой-либо тормоз, для предотвращения саморазматывания провода. Так же, конструкция станочка должна иметь места для креплений обезжиривающего и клеенаносящего валиков, через которые будет проходить провод перед тем, как попадет катушку динамика. Если же ремонт динамиков не является частым занятием, то достаточно изготовить на скорую руку, показанную на рисунке ниже, конструкцию из обрезков плиты МДФ.

Давайте будем разбираться, как влияют материалы, из которых изготовлена катушка, на ее конкретные качества. Для начала мы определим «идеал», попробуем охарактеризовать наилучшее состояние, а затем посмотрим, что имеем в современной практике.

1. Итак, идеальный каркас катушки должен...

… быть прочным, чтобы без труда переносить огромные нагрузки.

… быть выполнен точно, чтобы помещаться в самых плотных зазорах.

… быть максимально легким, чтобы обеспечивать максимальную эффективность.

… обладать максимальной магнитной проницаемостью, чтобы не мешать работе полей.

… обладать максимальной магнитной проницаемостью, чтобы влиять на форму полей.

… быстро отводить неограниченное количество тепла, чтобы не дать намотке возможность резко нагреваться.

… быстро и эффективно рассеивать максимум тепла, чтобы охлаждать намотку при длительной работе.

… иметь достойную адгезию.

… стоить дешево, по понятным причинам.

Как видим, в этой простоте все очень сложно, многие требования к каркасу противоречивы, многие вообще невозможно достичь, не «убив» все остальное. Вот почему существует множество различных материалов, из которых каркасы изготавливают сегодня.

Самый распространенный материал для производства каркасов –алюминий. Достаточно прочен и легок, технологии точного литья существуют и дешевы, обеспечивает эффективный теплоотвод, с магнитной проницаемостью все хуже.

Все еще хуже с адгезией, потому, для упрощения и повышения качества сборки, для улучшения многих других свойств, на алюминий наносят различные покрытия – от анодирования и NOMEX до углеродных волокон, что на порядок увеличивает конечную стоимость.

Медь так же применяется в производстве каркасов. Медный каркас очень эффективно отводит тепло и обладает лучшей (в сравнении с алюминием) адгезией, приемлемой ценой. Из за проблем с весом и низкой магнитной проницаемостью, медные каркасы практически не применяют.

Титан – одни из самых эффективных каркасов производятся из этого металла. Такие каркасы прочные и легкие, умеренно хорошо отводят тепло, обладают высокой магнитной проницаемостью. Как в случае с другими металлами, требуется дополнительная модификация каркаса. Вместе с чем, широкому распространению мешает высокая сложность обработки и крайне высокая итоговая цена.

Сталь – своеобразный антипод титана. Дешево, но почти все параметры средние или ниже среднего.

Текстолит – еще один дешевый материал, обладающий целым комплексом достоинств, и недостатков так же. Магнитная проницаемость пластиков очень высока, ввиду чего, эффективность динамиков с такими каркасами очень высока. Средний вес, средняя прочность, высокая адгезия. Однако, проблемы с теплоотводом существенно ограничивают возможности применения таких каркасов, потому, они с успехом применяются для маломощных изделий.

Каптон – сравнительно новый материал, его стоимость выше текстолита, а вес – ниже. Он приобрел все достоинства стеклотектолитовых каркасов, но не избавился от их недостатков.

Композитные каркасы – наиболее актуальное направление в промышленном производстве каркасов для катушек. Производители используют разные материалы в разных сочетаниях, чтобы добиваться высоких, компромиссных, характеристик. Различают простые композиты, например, алюминий+бакелитовая бумага, и сложные композиты, в состав которых входит множество элементов. С увеличением сложности каркасов, увеличивается и стоимость изготовления, и, к сожалению, реальные положительные качества каркасов растут не пропорционально цене.

Нано-материалы и нано-технологии – об этом невозможно не упомянуть. Мы стоим на пороге изобретений иного, гораздо более высокого уровня. Вероятно, в ближайшем будущем появится материал, который будет способен заменить все вышеперечисленные.

2. Идеальная намотка звуковой катушки отвечает следующим требованиям...

Минимальный вес.

Максимальная и стабильная токопроводность.

Максимальная термостойкость.

Максимальная способность рассеивать тепло.

Стойкая изоляция.

В качестве основы для изготовления проводников широко распространены два материала – медь и алюминий. Споры по этому поводу не утихают до сих пор, так давайте раз и навсегда поставим точку в этом вопросе.

Раунд 1. Вес. Рассудим, опираясь на плотность - 8,93 г\кв.см у меди против 2,7 у алюминия. Разница в 3.3 раза в пользу алюминия.

Раунд 2. Электрическая проводимость. 58,1млн См\м у меди против 27,0млн у алюминия. Разница в 2,2 раза в пользу меди.

Раунд 3. Теплоотвод. 401 Вт\(м*К) у меди против 220 у алюминия. Разница в 1,8 раза в пользу меди.

В финале у нас нет победителя, результаты по сумме достоинств практически равные, но они не равны ввиду разного объема, который займут проводники при равном весе. Так катушки с большой высотой намотки выйдут эффективнее из алюминия, а с малой – из меди. Тут кроется основное «Но», определяющее выбор. Как известно, увеличение хода без потерь не происходит бесплатно, потребуется увеличивать и постоянный магнит, как обычно, несоразмерно. Ввиду этого фактора, будет различаться и характер использования конечных динамиков – качество или громкость.

Финальный раунд сыгран в ничью, но это только один бой, который не определяет исход войны. Исход войны определит изоляционный лак, которым покрыт проводник, и соединительный лак, который помогает намотке надежно держаться на каркасе.

Электро-изоляционные лаки образуют пленку на проводнике и отличаются стойкостью на пробой и термостойкостью – от этого зависит и вес проводника, и его характеристики. Керамика – самый надежный изолятор, но существенно увеличивает вес и цену намотки. Акриловые лаки проще, но теряют свойства даже при сравнительно небольшом нагреве. Так изоляционный лак выбирают в качестве некоего среднего варианта, чтобы обеспечить умеренный вес и достаточно надежную изоляцию, но требуемая термостойкость влияет на цену, так или иначе.

Клеящий лак отличается термостойкостью, он должен не просто надежно держать обмотку, но и не должен терять своих свойств с нагревом. У разных производителей он может быть разным, но разница в цене, как и в случае с изоляционным лаком, в основном, заключается в дороговизне обработки. Так, лаки воздушного отверждения требуют только нанесения и времени на сушку, а термоотверждаемые лаки требуют значительного и длительного нагрева. Чем выше термостойкость требуется, тем выше нагрев для отверждения лака, тем выше конечная стоимость изделия. Цвет лака, в зависимости от нагрева для отверждения или его отсутствия, изменяется от однородного светлого с применением воздушноотверждаемых лаков, и до темно-черных неоднородных тонов намотки, подвергнутой серьезному нагреву для отверждения высококачественного лака и имеющей максимальную термостойкость.

Таким образом, именно качество лака определяет реальную разницу между различными вариантами намотки. Ввиду использования разных по качеству и методу отверждения лаков, стоимость намотки может отличаться в несколько раз, как будут отличаться и качества звуковой катушки. К сожалению, как нигде в природе, вы и тут не увидите роста качества изделия, соразмерного росту цены.

Подведем итоги второй части. Как обычно, итоги простые и краткие. В зависимости от материалов, применяемых для изготовления звуковой катушки, можно судить о "характере" динамика. Еще один важный урок, который следует усвоить в очередной раз - тут нет чудес, «бесплатным сыр бывает только в мышеловке». Обо всем этом вы и так всегда догадывались, но теперь имеете лишь чуть больше знаний.

В нашем многосерийном макросправочнике — базе знаний, связанных с аппаратурой High End, — мы основательно погрузились в раздел «Акустические системы» и добрались до самых глубин: узлов и деталей громкоговорителя. Потихоньку разбираясь с конструкциями, материалами и технологиями, существенными для высококачественного громкоговорителя, нам пришлось обратить особое внимание на концептуальные задачи, которые стоят перед разработчиками акустических систем высокого класса.

ПОЭТАПНО

На каждом этапе преобразования звукового сигнала система воспроизведения High End ставит задачу обеспечения максимальной линейности. В громкоговорителе сигнал поступает на вход в виде (физическая форма) напряжения от усилителя, а на выходе подвижная система взаимодействует с окружающей средой, порождая распределение звукового давления в ней (вторичное звуковое поле, первичное было в процессе записи).

Задача линейности выполнена, если изменение звукового давления точно следует за изменениями входного электрического сигнала. Мы узнали, что магнитная цепь с мощным и однородным магнитным полем в воздушном зазоре, в котором размещена звуковая катушка, — это необходимое (и дорогостоящее) условие линейности преобразования. Переходя к подвижной системе, мы обозначили условием линейности ее упругий подвес, обеспечивающий ровное осевое движение звуковой катушки и излучателя без крутильных колебаний и перекосов.

Однако заметим, что наша подвижная система, очевидно, не захочет строго следовать за изменениями тока в катушке. Упругий подвес явно будет иметь пределы растяжимости и перестанет линейно увеличивать смещение диффузора-излучателя в соответствии с приложенным напряжением (представьте себе пружину и прилагаемую к ней силу: точка равновесия не за горами). Протекание тока по обмотке звуковой катушки вызывает ее нагрев, а значит, изменяет ее сопротивление, что, в свою очередь, приводит к уменьшению силы тока в катушке, ориентированной в магнитном поле, и, следовательно, к потере линейности между приложенным напряжением от усилителя и движением катушки и всей подвижной системы... И так далее (а мы даже не рассматриваем пока громкоговоритель в корпусе, который нагружен на воздушную пружину в нем, имеющую собственные нелинейности).

Иначе говоря, высококачественный динамик обязан отвечать набору сложных и противоречивых требований. Требования к частностям (катушке, магниту, диффузору, подвесу) должны складываться в требования к целому — всей системе.

ЗВУКОВАЯ КАТУШКА КАК ТАКОВАЯ

Мы узнали, что самой дорогостоящей частью динамика за явным преимуществом является магнит. Без мощного магнита можно забыть о неискаженном воспроизведении музыки на необходимых уровнях звукового давления. Но насколько велика роль звуковой катушки?

КПД электродинамического громкоговорителя крайне мал: от 1 до примерно 5%. Иначе говоря, большая часть закачиваемой усилителем электрической мощности утрачивается на пути к акустическому выходу в виде звукового давления. И основной канал потерь — это тепло. А основной «спиралью» нагревательного элемента является именно обмотка звуковой катушки. При температурах под 180 °С все ее элементы подвергаются жестоким испытаниям. Существует немалая опасность, что перестанет держать клей, с каркаса сползут витки, сам он подгорит или подплавится, исказится его форма, в результате чего обмотка станет цеплять стенки зазора.

МАТЕРИАЛИЗМ

Теперь давайте быстренько оглядим современные материалы, которые позволяют инженерам сохранить функции звуковой катушки в условиях высоких температур.

Наглядно-механически звуковая катушка, например, НЧ-громкоговорителя состоит из следующих частей:
— каркаса;
— витков намотки;
— дополнительного слоя другого материала поверх каркаса — его удобно приклеивать к мембране (диффузору), то есть излучающей поверхности.

Когда-то давно основным материалом каркаса катушки была кабельная бумага (бумага с повышенной электропроводностью). Ее пористая структура отлично усваивала клей, что гарантировало надежность крепления витков при намотке. Для недорогих и не очень мощных динамиков бумажный каркас — единственный конструктивный вариант. Но его недостатки очевидны. При температуре выше 100 °С бумага становится очень хрупкой — это раз. Повышенная влажность делает ее непрочной и тяжелой — это два.

Заманчиво было бы иметь металлическим каркас: это даст и хороший теплоотвод, и достаточную теплостойкость. Алюминиевые каркасы в общем-то и находят применение — но в случаях, когда мощность важнее качества, поскольку в алюминиевой (дюралюминиевой) или медной ленте с малым электрическим сопротивлением отлично разгоняются вихревые токи (токи Фуко), являющиеся источником значительных искажении полезного сигнала. К тому же металлическая лента тяжелее бумажной или пластиковой, что нехорошо вследствие приближения механического резонанса к звуковому диапазону и из-за падения КПД. Каркасы из стекловолокна прочны и легки, но к ним непросто подобрать надежный клей.

Так что королем материалов ныне является синтетика. А точнее, термоустойчивая полиимидная пленка. Химический концерн DuPont выпускает самую популярную (и дорогую) ее разновидность — каптон. Есть и другие: номекс, апикаль и масса неназванных пленок китайского производства, которые выглядят очень похоже на каптон.

Провод, которым мотают витки (медный, алюминиевый омедненный и пресловутый серебряный), необходимо покрывать лаковой изоляцией, иначе витки закоротит. Металл и покрывающие его современные лаки хорошо выдерживают нагрев, поэтому к материалам провода нет особых требований. Инженерам может потребоваться разве что более высокая плотность намотки для повышения КПД. С этой целью применяют так называемый плоский провод (получаемый раскатыванием круглого) или шестигранный.

В любом случае на каркас мотается несколько слоев провода: обычно их два, но бывает и больше, особенно в звуковых катушках динамиков для сабвуфера.

Кроме повышения теплостойкости материалов существуют, конечно, и другие способы облегчить тепловой режим звуковой катушки. Надежнее иметь катушку более крупного диаметра (но не слишком, иначе теряется связь катушки с центром излучающей мембраны) и располагать ее в зазоре по принципу underhang, то есть когда высота намотки меньше высоты зазора. Можно залить в зазор специальную суспензию-невыливайку, так называемую магнитную жидкость, которая радикально улучшает теплоотвод от провода, особенно в узких зазорах, характерных для ВЧ-динамиков.

СУХАЯ И МОКРАЯ НАМОТКА

На завод каркасы звуковой катушки и моточный провод приходят обычно в подготовленном виде. Каркасы представляют собой, например, рулоны каптоновой ленты, которые покрыты с одной стороны тонким слоем клея, подсушенного при относительно низкой температуре и еще не полимеризованного. Провод также уже покрыт термопластичным клеем.

Для массового производства катушек применяется «сухая» намотка, общепринятая на азиатских фабриках. Моточный станок специальным растворителем размачивает клей на проводе, а тот в свою очередь размягчает клей на каркасе. После намотки катушка отправляется в термостат для запекания клея. Или по ней пропускается ток — термопластичный клей схватывается, и катушка готова.

Преимущество такого производства — скорость. Но есть и недостаток: при высокой температуре клей может размягчиться снова, и витки катушки сползут с каркаса.

В Европе принят метод, когда провод перед намоткой проезжает через ванночку с жидким клеем или через горлышко дозатора клея. Чтобы зафиксировать толщину клеящего слоя (иначе катушка намотается вкривь и вкось), провод пускают еще и через экструзионную фильеру (или через фетровую подушечку, пропитанную клеем). Такой способ надежнее, но требует от оператора стайка более высокой квалификации.

Толщина ленты для каркаса звуковой катушки стандартизована и обычно выбирается из ряда 0,08, 0,1 и 0,13 мм. Толщина клеевого слоя заказывается у производителя отдельно. Если вы заказали у DuPont кантон (а он выпускается аж с конца 1970-х), то получите коричневую легкую ленту: обыкновенную (HN) или с улучшенной адгезией (HPP-ST). Такая лента сохраняет свои свойства примерно до 240 °С.

Если же нужна более высокая теплопроводность, то на этот случай существует черный каптон МТБ, который обеспечивает еще и демпфирование резонансов катушки.

Понятно, что каптон — удовольствие недешевое. Отсюда упомянутые выше варианты: апикаль (Kaneka Texas), упилекс (Ube Industries), китайские полиимидные пленки. Все они имеют схожие свойства, но менее термоустойчивы.
Номекс — другой материал, выпускаемый DuPont, — часто идет на изготовление каркасов звуковых катушек. Он представляет собой специальную арамидную пленку, нечто вроде значительно усиленного нейлона. Номекс дает хорошее демпфирование внутренних резонансов и поэтому используется даже как материал диффузора. Есть мнение, что номекс «звучит» лучше других синтетических материалов, но он не любит запекания клеев и склонен к внезапным искривлениям, поэтому чаще применяется для катушек небольшого диаметра (ВЧ).

Арамидоволоконная нетканая пленка, похожая на номекс, выпускается также другими производителями, например Teijin (японский конекс) или Bondex Inc. (бондекс). Процесс ее производства представляет собой захватывающее разум гидроплетение волокна с помощью водометов высокого давления...

Для удобства приклеивания катушки к диффузору над витками поверх выводов наклеивают полоску материала. Это повышает прочность каркаса выше витков провода и позволяет аккуратно расположить выводы начала и конца обмотки. В случае алюминиевого каркаса дополнительный слой также поможет защитить место склейки и диффузор от перегрева.

Напомним, что приклеить, скажем, каптон (каркас) к полипропилену (диффузор) вовсе непросто, и прокладка пористого материала дает возможность укрепить соединение.

Итак, попятно: инженеру, проектирующему новый динамик класса High End, есть с чем работать. И снова повторим: пока материалы, конструкция и технологии каждого узла не сыграли на конечный результат, на сумму частей, они бесполезны, и не будет никакой разницы между серебряным и алюминиевым проводом, каркасом из каптона или просто из бумаги...

По материалам издания АудиоМагазин
текст Сергей Таранов