Högtalarelement med radiellt orienterat magnetfält i motorn

[patrikf_inaktiv]

Den intresserade kan titta här :länk
Innebär att man kan komma förbi begränsningen i maximal fältstyrka i magnetgapet hos högtalarelement med konventionell magnetmotor med axiellt orienterat magnetfält. Möjliggör MYCKET högre verkningsgrad. Ett stort steg i utvecklingen tror jag .

[MKo]

Läste igenom halva patentet... så han tycker det är bra med extra mjukt magnetiskt material...

mvh Michael

[lilltroll]

Jag får inte upp den tillhörande figurerna till patentet. Måste man ha något speciellt tillägg till internet exploder öhh explorer

Jag som trodde jag hade förstått något, suck. Vad är tricket?
Den magnetsika ledninskretsen har en begränsning i magnetisk flödestäthet, (runt 2 T). Då är metallen så mättad, att det är svårt att öka flödestätheten. Har kostruktören hittat en genväg runt detta?

[lilltroll]

Den intresserade kan titta här :länk
Innebär att man kan komma förbi begränsningen i maximal fältstyrka i magnetgapet hos högtalarelement med konventionell magnetmotor med axiellt orienterat magnetfält. Möjliggör MYCKET högre verkningsgrad. Ett stort steg i utvecklingen tror jag .

Den magnetiska fältstyrkan över gapet är väl inte primärt intressant? Det vi söker för hög verkningsgrag är hög BL! OK analogin från P=UI är B*H. Men vi vill hitta en optimal impedans till magneten, och det är när inre impedansen = yttre impedansen. DVS när vi lastar ner magneten så att den levererar |Bmax*Hmax| /2=B*H i gapet. Men detta är ingen nyhet för högtalartillverkarna. När vi har maximerat den magnetsika energin, (Svante hatar mig för det uttrycket ) i gapet så kan vi inte få ut mer från magneten!?

[lilltroll]

Fy på mig

I motsvarar magnetiskt flöde B*S = grekisk bokstav som inte finns på mitt tangentbord, där S = ytan samt B= magnetisk flödestäthet.

[patrikf_inaktiv]

Lilltroll, du behöver en "tiff" viewer till din browser.
Här är en: http://www.alternatiff.com/

[lilltroll]

Läste igenom halva patentet... så han tycker det är bra med extra mjukt magnetiskt material...

mvh Michael

Det här vet ni väl redan, men det heter ju så, men extra mjukt
Är det någon ny legering?
Magnetsikt hårda material är mycket användbara till lagringsmedium t ex hårddiskar.
Magnetsikt mjuka material är trevliga i ledningskretsen!

[MKo]

Lilltroll, det räcker att materialet kan leda magnetflödet(o så mycket som möjligt förståss!)... i en högtalarmotor så ska den inte "jobba" som i en transformator (t.ex) för att minska vissa förluster.. är ja ute på hal is eller..

mvh Michael

[lilltroll]

Lilltroll, det räcker att materialet kan leda magnetflödet(o så mycket som möjligt förståss!)... i en högtalarmotor så ska den inte "jobba" som i en transformator (t.ex) för att minska vissa förluster.. är ja ute på hal is eller..

mvh Michael

I en trafo så optimerar man mer på frekvenser över DC , t ex 50 Hz.
Vill man ha en akustisk tyst trafo, kan man välja en legering som inte har en stark magnetostriktiv verkan.

Rent järn har en hög mättnadsgräns, men samtidigt ett ganska stort magnetsikt motstånd, d v s vi får en energifölust över motståndet.
Blandas t ex. lite nickel i järnet så minskar motståndet, men så även mättnadsgränsen.

Därför måste vi göra en avvägning mellan olika optimeringsparametrar!

[lilltroll]

är ja ute på hal is eller..

mvh Michael

Tror inte det

[lilltroll]

Den intresserade kan titta här :länk
Innebär att man kan komma förbi begränsningen i maximal fältstyrka i magnetgapet hos högtalarelement med konventionell magnetmotor med axiellt orienterat magnetfält. Möjliggör MYCKET högre verkningsgrad. Ett stort steg i utvecklingen tror jag .

Jag tolkar det inte så.
Det viktigaste i patentet är alltid claim 1:

1. A compound loudspeaker drive unit comprising a first drive unit and a second drive unit arranged co-axial with respect to the center axis of the loudspeaker, wherein

each drive unit comprises at least one permanent magnet and at least one pair of pole pieces together forming a magnetic circuit with a pole gap for exciting a voice coil assembly,

each pole gap providing a magnetic field directed radially with respect to a center axis of the loudspeaker, and

at least one permanent magnet has a radially extending magnetization direction with respect to said center axis of the loudspeaker and the acoustic centers of said drive units substantially coincide.


samt

SUMMARY OF THE INVENTION

One object of the present invention is to overcome the drawbacks of the prior art by providing a full frequency range compound drive unit having a point like apparent sound source, i.e. having the acoustic centers of the individual drive units coinciding in all three dimensions and combine the separate acoustic signals into a coherent wavefront thus converting the electrical signal with a high degree of accuracy and high efficiency.

Som jag ser det, handlar det mer om att göra 2 eller 3 elemet i samma, inte primärt att öka verkningsgraden. Ökar man Bl så får man ett lågt Q-värde. Ofta vill man inte ha extremt låga Q-värden.
Högtalare med sintrade NeFeB magneter finns redan på marknaden. Men slutresultatet är oftast en mindre magnet (i volym räknat), än ökad verkningsgrad.

Eller är jag bara grälsjuk nu

[Isidor]

Nej, lilltroll, du har alldeles rätt. Jag kom till precis samma slutsats efter att ha läst igenom patentet.

[patrikf_inaktiv]

Lilltroll, visst har du rätt ang det väsentliga i patentet . Tycker dock att designen av magnetmotorn var det som var intressantast att diskutera ur teknisk synvinkel. De befintliga högtalare med sintrade NeFeB magneter du tänker på har väl inget annat gemensamt än just magnetmaterialet?

[Isidor]

Patrik,

Precis som lilltroll är inne på så är det inte magnetiseringsriktningen som gör det svårt att utnyttja den maximala magnetiska energin på ett effektivt sätt. "Problemet" ligger i att luftgapet alltid måste vara relativt brett för att en rimligt dimensionerad spole skall få plats, liksom att en stor linjär förskjutning kräver att förhållandet spole/gap är stort för en s.k. överhängd spole, eller tvärtom för en mindre vanlig underhängd spole.

Sedan är det i praktiken inte heller några större svårigheter att närma sig 2 T som ungefärligen är mättnadsgränsen för stål. Allt som behövs är en relativt stor ferritmagnet eller en dyr neodymiumdito, alternativt ett minimalt xmax och en tunn, relativt högohmig eller "korttrådig", spole med en mer normal magnet. Det finns massor av element på marknaden som närmar sig gränsen för vad som är fysikaliskt möjligt. Sedan är man som lilltroll skriver heller sällan intresserad av element med extremt låga Q-värden som i praktiken blir följden av höga Bl-produkter.

[patrikf_inaktiv]

Isidor skrev:

Sedan är det i praktiken inte heller några större svårigheter att närma sig 2 T som ungefärligen är mättnadsgränsen för stål.

OK, men är detta något särskilt för denna konstruktionen:

In order to transfer the magnetic flux to provide the necessary large static magnetic field in the pole gap, the pole pieces have to be manufactured from materials which are very easily magnetized, so called soft magnetic materials.

[Isidor]

Nej. I detta avseende skiljer sig konstruktionen inte från mer konventionella varianter, vilket lilltroll också redan varit inne på.

[lilltroll]

Isidor skrev:

Sedan är det i praktiken inte heller några större svårigheter att närma sig 2 T som ungefärligen är mättnadsgränsen för stål.

OK, men är detta något särskilt för denna konstruktionen:

In order to transfer the magnetic flux to provide the necessary large static magnetic field in the pole gap, the pole pieces have to be manufactured from materials which are very easily magnetized, so called soft magnetic materials.

Visst vill man att 'hysteresbananen' ska se ut på ett önskvärt sätt, men vem skulle börja tillverka ledningskretsen av någon annat?
Vad är det nya?

En bisak men i alla fall:
För mjuka material är arean av bananen liten, dvs det blir små effektförluster när vi mod. magnetfältet. Igen, trevligt i en trafo.
Också trevligt i högtalare är att materialet inte magnetiskt stretar emot och blir ett stort magnetikst motstånd.
En stor area på bananen, hårt material, ger en hög minnesfunktion i metallen. Den "kommer ihåg" eller stannar kvar i den magnetisering som den utsattes för.

Källan, dvs magneten är gjord av ett hårt material. Den förblir magnetsik även när vi tagit bort yttre magnetfält.

Jag brukar alltid vara en skeptiker till att saker verkligen är nya. Jag vill minnas ett jättegammalt patent från 50-60 talet som använder multipla talspolar i multipla magnetgap med olika diameter för att driva membranet/membranen.

[lilltroll]

Lilltroll, du behöver en "tiff" viewer till din browser.
Här är en: http://www.alternatiff.com/

Tack för det! Det fungerar fint.
Jag har mest tittat i espcenet för patent, så den där var ny för mig.

[lilltroll]

Man skulle kunna skippa den mjuka delen och bara köra med magnet, bara man hade en makapär som kunde polarisera magneten på rätt sätt, alternativt sätta ihop flera små magneter med smart vald polarisation.

Den maximala BH produkten från magneten nås dock oftast under 1T genom magneten, så verkningsgraden för högtalaren skulle minska.

Lite slarvigt så använder man delvis det mjuka järnet som en 'magnetisk lins' för att koncentrera flödet över gapet.

[lilltroll]

Nu drar det i FEM-nerven!

Lite färggranna simuleringar kanske!?

Eller gör jag något dumt mot forumet då?
Fast det är ju publik information så det kan väl inte vara fel att simulera den också?

Har inte provar den senaste ver. av FEMLAB än. Tekniska högskolan ska ha någon sorts sitelicens på det senaste. Där ska man kunna koppla ihop flera domäner i samma simulering. Någon som har provat???

[Isidor]

Eftersom vi här endast håller oss till cirkulärsymmetriska geometrier så går det lika bra med 2D-simulering om man nöjer sig med att titta på magnetfältsidan och inte behöver en multifysiksimulering som FEMLAB kan leverera. Gratisprogrammet FEMM fungerar bra för den som känner sig manad att leka med detta:

http://femm.foster-miller.net/

[lilltroll]

Eftersom vi här endast håller oss till cirkulärsymmetriska geometrier så går det lika bra med 2D-simulering om man nöjer sig med att titta på magnetfältsidan och inte behöver en multifysiksimulering som FEMLAB kan leverera. Gratisprogrammet FEMM fungerar bra för den som känner sig manad att leka med detta:

http://femm.foster-miller.net/

Jo, jag har testat några små försök i 3D, men jag väntar nog gärna 10 år med det tills datorn hänger med.
Har FEMM en databas för bananer ?
FEMLAB 3.0 hade inte det (som jag kunde hitta), så det var svårt att simulera nära mättnadsgränsen.

[Isidor]

Sedan flera år klarar FEMM "bananer". Det finns en färdig databas med magnetiseringskurvor för ett flertal material och man kan även definiera kurvor på egen hand (både linjära approximationer och mer noggranna olinjära kurvor).

[demo9]

det där är ju EAC-project patentet, det ska väl bli en faslinjär högtalare med den där motorn. Det blir nog bra...

[lilltroll]

det där är ju EAC-project patentet, Anders ska bygga en faslinjär högtalare med den där motorn. Det blir nog bra...

Är inte högtalarelementets överföringsfunktion nästan uteslutande ett minimumfas system?
I så fall bestämms fasen av frekvensgången.

Vad menas med faslinjär här?

[demo9]

ok, kanske fel uttryckt av mig
Meningen med denna konstruktion är att du skall kunna montera alla element så att hela registret får samma akustiska center, detta har väl inte kunnat göras med tidigare lösningar (enligt påståenden i patentet). Hursomhelst så låter den bra.

[Nattlorden]

På vilket sätt skiljer det sig markant från Cabasse?



http://www.cabasse.com/english/acoustique/scs.php

[demo9]

Nattlorden: verkar vara en liknande ide att åstadkomma en högtalare som har samma akustiska center för alla frekvensområden. Jag orkade inte läsa allt i detalj, har Cabasse åstadkommit detta? Troligen skiljer sig magnetmotorn på patentet eftersom det är det som patentet fokuserar på, koaxialideen är ju i alla fall gammal.

[lilltroll]

Det akustiska centret är frekvensberoende även för varje delelement. Vad skulle vinsten vara med ett samlat akustiskt center på bekostnad av andra parameterar?
Jag är som vanligt skeptisk
I dagens DSP värld kan man med enkelhet lägga på en valfri delay för varje frekvens.
För övrigt så anser jag att enbart "fasfel" ger en mycket liten ljudåtergivningsförsämring, så läge de inte förringer.

[lilltroll]

Om polärdiagrammet verkligen blir så fint som länken vantyder, då köper jag nyttan med lösningen.
Den stora vinsten med fasen är dock att summationen från de olika bidragen inte hamnar växlande i motfas samt i fas.

[patrikf_inaktiv]

Passar på att lägga in några kort på högtalarna jag har lånat hem.

Med diskant

Med diskant uttagen

Närbild på diskantens magnetmotor, innanför och i samma plan som baselementets. Magneterna skymtar i Magnetgapet.

[MKo]

Lilltroll, det räcker att materialet kan leda magnetflödet(o så mycket som möjligt förståss!)... i en högtalarmotor så ska den inte "jobba" som i en transformator (t.ex) för att minska vissa förluster.. är ja ute på hal is eller..

mvh Michael

I en trafo så optimerar man mer på frekvenser över DC , t ex 50 Hz.
Vill man ha en akustisk tyst trafo, kan man välja en legering som inte har en stark magnetostriktiv verkan.

Rent järn har en hög mättnadsgräns, men samtidigt ett ganska stort magnetsikt motstånd, d v s vi får en energifölust över motståndet.
Blandas t ex. lite nickel i järnet så minskar motståndet, men så även mättnadsgränsen.

Därför måste vi göra en avvägning mellan olika optimeringsparametrar!

Lilltroll,

det som jag fettat upp i citatet är väl det man inte önskar sig i en transformator för växelspänning, i högtalarelementets magnetmotor så har vi inga förluster när magnetfältet är statiskt, dvs det uppstår inga Eddy strömmar som ger upphov till förluster, därmed så är mättnadsgränsen det vi vill fokusera på och inte förluster, eller hur?

Mvh Michael

[demo9]

PatrikF: har du lyssnat in dig så du kan dela med dig om hur de låter. Det är BankofBrains-högtalarna det där va?

/Mats

[lilltroll]

Lilltroll, det räcker att materialet kan leda magnetflödet(o så mycket som möjligt förståss!)... i en högtalarmotor så ska den inte "jobba" som i en transformator (t.ex) för att minska vissa förluster.. är ja ute på hal is eller..

mvh Michael

I en trafo så optimerar man mer på frekvenser över DC , t ex 50 Hz.
Vill man ha en akustisk tyst trafo, kan man välja en legering som inte har en stark magnetostriktiv verkan.

Rent järn har en hög mättnadsgräns, men samtidigt ett ganska stort magnetsikt motstånd, d v s vi får en energifölust över motståndet.
Blandas t ex. lite nickel i järnet så minskar motståndet, men så även mättnadsgränsen.

Därför måste vi göra en avvägning mellan olika optimeringsparametrar!

Lilltroll,

det som jag fettat upp i citatet är väl det man inte önskar sig i en transformator för växelspänning, i högtalarelementets magnetmotor så har vi inga förluster när magnetfältet är statiskt, dvs det uppstår inga Eddy strömmar som ger upphov till förluster, därmed så är mättnadsgränsen det vi vill fokusera på och inte förluster, eller hur?

Mvh Michael

Vi har inga förluster i mekansika eller elektriska Watt, men det uppstår en magnetisk potentialskillnad när det magnetiska flödet passerar genom det magnetiskt "resistiva" materialet. Det påverkar den magnetiska "energin" (B*H) som finns i gapet.

[MKo]

Hej Lilltroll,

jag hänger inte riktigt med på vad du talar om.
Menar du att magnetfältets styrka bara "försvinner" på vägen i någon slags "resistivitet" i ett magnetfälts ledande material?
För om inte hela magnetfältet kan ledas fram så måste den ta vägen någonstans i form av läckfält, dvs. magnetfält som bryter ur vägen genom det magntfälts eledande materialet och tar genaste vägen tillbaka till motpolen, men sådant blir markant först när man överskrider mättnads gränsen, nej, jag förstår inte.
Har "fenomenet" något namn jag kan googla på?

mvh Michael

[patrikf_inaktiv]

PatrikF: har du lyssnat in dig så du kan dela med dig om hur de låter. Det är BankofBrains-högtalarna det där va?

/Mats

De exemplar jag lånade hem var PA- varianter med lite "bett" i diskanten. Om jag ska jämföra med mina egna högtalare så var ljudet lite mindre focuserat till mitten(tex röster) och kanske lite mer svävande. Det speciella med dom märks annars i större och svårare lokaler där det låter mycket tydligt överallt.
Har du någon egen erfarenhet?

[demo9]

Jag har lyssnat på ett par tidiga provexemplar i Artisten i Göteborg. Där kom de mer til sin rätt skulle jag tro. De jämfördes med andra liknande högtalare som jag i dagsläget inte vet vilka de var.

[patrikf_inaktiv]

Jaha, och upplevde du någon skillnad? Har tyvärr inte hört dom i jämförelse med något annat.