Quốc Triệu Bài viết này cung cấp tổng quan về cách xác định và sản xuất cuộn dây loa. Nó đề cập đến các vấn đề cơ bản về cuộn dây loa, vật liệu và kích thước lõi cuốn, vòng đệm, kỹ thuật quấn dây, cấu hình, mẹo và thủ thuật cũng như các loại dây và những lưu ý – một bản tóm tắt có giá trị, súc tích.
Từ năm 2010 đến năm 2015, ngành công nghiệp cuộn dây loa của Hoa Kỳ đã bị suy sụp một cách chậm chạp và đau đớn. Phần lớn ngành công nghiệp lắp ráp loa chuyển sang châu Á hoặc Mexico, nhưng một số nhà sản xuất cuộn dây trong nước cuối cùng vẫn tiếp tục hoạt động vì họ cung cấp cuộn dây công suất cực cao, cuộn dây phẳng tỷ lệ khung hình cao hoặc các thuộc tính độc đáo khác. Cuối cùng, các nhà sản xuất cuộn dây hàng đầu ở châu Á đã có được hầu hết các khả năng này. Ngày nay, chỉ có Precision Econowind còn lại ở Hoa Kỳ là cung cấp cuộn dây âm thanh hiệu suất cao. Công ty cũng đóng vai trò là đại lý cho các cuộn dây cho vùng ngoài khơi của Poyun. Chúng tôi đã không xuất bản một hướng dẫn về cuộn dây trên tạp chí Voice Coil trong năm năm, vì vậy chúng tôi bắt đầu nói về nó ngay sau đây.
Kiến thức cơ bản về cuộn dây loa
Cuộn dây loađiển hình có các thành phần: lõi cuốn, dây dẫn, vòng đệm, chất kết dính và dây dẫn ra. Cuộn dây loa bắt đầu với một vết cắt, được phủ sẵn bằng băng dính trắng, và dây cuộn dây loa được quấn vào trên đó. Hình dạng của lõi cuốn sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Tất nhiên, đường kính của lõi phụ thuộc vào đường kính khe hở của cuộn dây loa. Khoảng trống từ miếng cực đến lõi thường nhỏ hơn khoảng trống từ đường kính ngoài của cuộn dây đến tấm trên cùng. Sự cọ xát của miếng cực với lõi ít gây hư hại hơn so với sự cọ xát của phần cách điện của cuộn dây với tấm trên và nó phù hợp với hệ số giãn nở của cuộn dây do quá trình nóng lên.
Chiều cao của lõi phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm:
• Chiều cao cuộn dây loa
• Khoảng cách giữa đỉnh của chỗ đặt cuộn dây loa đến nhện loa. Khoảng cách giữa đầu trên của cuộn dây và nhện loa cung cấp khoảng trống cần thiết để ngăn nhện loa tiếp xúc với khung kim loại/ tấm trên cùng khi downpicking. Thông thường, yếu này thực sự là sản phẩm phụ của nón loa và khung kim loại cụ thể được chọn trước.
• Khoảng cách lõi vượt ra ngoài neck joint (tạm dịch: điểm nối cần) và phần đỉnh nón loa. Nếu lõi quá cao, thì phải sử dụng nắp chắn bụi lớn hơn hoặc sâu hơn.
Việc quấn cuộn dây loa đòi hỏi đặt một phôi vào trục chính, tạo thành một lõi hình trụ và cuộn dây vào đó. Khi cuộn dây được quấn vào lõi, lớp phủ cách điện (và lớp phủ kết dính nhiệt rắn trên trống) được kích hoạt bằng MEK, cồn / axeton hoặc hệ dung môi khác.
Ngoài ra, kỹ thuật dây quấn ướt được sử dụng, thường dùng cho cuộn dây loa có công suất rất cao. Trong trường hợp này, chất kết dính được sử dụng cho dây điện từ được bọc cách điện, không dính. Toàn bộ cuộn dây loa sau đó đã được lưu hóa. Theo truyền thống, cuộn dây được nung để quét một lớp keo nhiệt rắn tạo thành một liên kết liên kết chéo phân tử. Thời gian nung sẽ lâu hơn thời gian lưu hóa chất kết dính đã nêu và sẽ phụ thuộc vào số Cỡ dây của Mỹ (AWG), có thể nằm trong khoảng từ # 35 đến # 28 và số lớp, từ dây phẳng một lớp đến bốn lớp (hoặc thậm chí tám lớp).
Nếu chất kết dính trên danh nghĩa cần 25 phút ở 218°C, thì một cuộn dây nhỏ (khổ nhỏ / đường kính nhỏ) có thể được nung trong 30 phút ở 218°C. Một cuộn dây có đường kính lớn từ 8cm đến 10cm có thể cần 80 phút ở 232°C. Cuộn dây loa đã được quấn trên lõi có đang sẵn và nhiều nhà cung cấp được liệt kê trong danh mục Voice Coil Winder được xuất bản hàng năm. Ngoài ra, các nhà sản xuất loa đưa quy trình vào trong nhà có thể bắt đầu với các khoảng trống được phủ và cuốn dây trực tiếp lên lõi hoặc gắn lõi với một ngăn xếp cuộn dây làm sẵn đã được cắt lát (điều này phổ biến hơn ở cuộn dây dẹt).
Có rất nhiều cân nhắc về chất kết dính để gắn cuộn dây loa/ lõi vào nhện loa và nón loa. Các cân nhắc về chi phí, khả năng chịu nhiệt, độ dễ dàng cho sử dụng, thời gian lưu hóa, độ bền của liên kết và ảnh hưởng đến đáp ứng tần số phải được điều chỉnh để phù hợp nhất cho từng ứng dụng cụ thể. Bất kể chất liệu lõi là gì, trong các ứng dụng mà loa sẽ phải hoạt động với công suất cao khi sử dụng ban đầu, cuộn dây phải có nhiệt độ thấp cuối cùng (65,5˚C) nung trong 12 giờ để cho phép thoát khí chậm dưới kiểm soát. Điều này sẽ loại bỏ hiện tượng phồng rộp trong lớp cách điện của dây và giữa cuộn dây và lõi.
Cân nhắc về cuộn dây loa
Đặc điểm kỹ thuật của phôi – Chúng ta hãy tìm sâu hơn về vật liệu nền của lõi, bắt đầu với một số cân nhắc về độ bền cần thiết / mong muốn, các đặc tính cơ và điện cũng như khả năng chịu nhiệt độ. Mặt ngoài của phôi được phủ một lớp màng mỏng chất kết dính nhiệt rắn cấp B. Các phôi thường mua về thường được phủ sẵn nhờ một “nơi chuyển đổi”, đó là công ty vừa sơn phủ vừa tạo rãnh, cũng như dự trữ và phân phối vật liệu cuộn dây loa (một số công ty được liệt kê trong danh mục của tháng này).
Lớp phủ và chuyển hóa – Độ dày lớp phủ là một yếu tố trong tổng độ dày của màng, nhưng phải được xác định riêng biệt với chất nền của màng. Đối với độ dày của lõi, lõi 1 mil hoặc 2 mil được sử dụng khi khối lượng / độ dày là quan trọng (ví dụ: trong loa tweeter) và 2 mil và 3 mil là lý tưởng cho loa ô tô tiêu chuẩn. Độ dày lõi 3 mil phổ biến cho nhiều loa dành cho người tiêu dùng (ví dụ: loa Sound và loa thông minh), trong khi 5 mil được sử dụng khi độ bền của thành là quan trọng (ví dụ: loa đầu ra cao hơn, đặc biệt là loa trầm).
Cấu hình lõi – Lõi có thể có các khớp xoắn ốc hoặc khớp nối đối đầu. Trong trường hợp thứ hai, có một khe hoặc khe hở trong mối nối đó. Tùy thuộc vào đường kính cuộn dây loa, khe hở của khớp đối đầu thường rộng từ 1/25 cm đến 2/25 cm. Khoảng trống này sẽ rộng ra trong quá trình hoạt động ở nhiệt độ cao của cuộn dây loa. Các loại lõi xoắn ốc đã được sử dụng để cải thiện độ tròn của lõi khi khoảng trống của cuộn dây loa cần phải hẹp.
Thoạt nhìn, đế lõi không dẫn điện không cần có khe hở vì việc chồng lên nhau sẽ không tạo ra vòng ngắn mạch. Nhiều vòng ngắn mạch với vật liệu dẫn điện dẫn đến các hiệu ứng cảm ứng, chẳng hạn như dòng điện xoáy cao, độ méo cao hơn, rung chuyển cuộn dây và làm nóng. Có nhiều loa cao cấp hơn với màng loa bằng nhôm, với thiết kế sử dụng kỹ thuật triệt tiêu dòng điện xoáy (nắp đồng, vòng rút ngắn) để tránh biến dạng đồng thời tăng khả năng giảm chấn. Tuy nhiên, hầu hết các lõi được tách ra để phù hợp với sự giãn nở nhiệt của cuộn dây loa.
Thông hơi cho lõi – Một số kỹ sư loa sử dụng các lỗ được đục vào lõi giữa phần trên cùng của ngăn xếp cuộn dây và điểm nối đầu. Chủ yếu, kỹ thuật này được sử dụng để cải thiện việc làm mát. Sự tích tụ áp suất khoang khí có thể được giảm xuống phía sau nắp chắn bụi với hình thức thông hơi này. Các tác động tích cực khác là giảm khối lượng và giảm cộng hưởng xoắn lõi. Một ảnh hưởng không tốt là “tiếng rít” hỗn loạn khó chịu có thể xảy ra nếu vận tốc không khí quá lớn qua các lỗ thông hơi hoặc nếu các lỗ thông hơi bị chặn một phần trong các lần di chuyển dài. Nếu lỗ thông hơi quá lớn, thì tính toàn vẹn cấu trúc của lõi có thể bị ảnh hưởng và có thể bị vênh.
Vòng đệm – Vòng đệm là một hoặc nhiều vòng của một dải vật liệu nằm giữa ngăn xếp cuộn dây và điểm nối cần. Thông thường, vòng đệm kéo dài vào điểm nối cần. Về cơ bản, vòng đệm được sử dụng để quấn dây dẫn ra của cuộn dây một cách chính xác, nhưng dây dẫn ra cũng có thể được dán trực tiếp vào lõi.
Các tính năng phụ của vòng đệm là tăng cường độ bám dính và duy trì độ tròn. Các mục đích bổ sung có thể là tăng cường độ bền của thành lõi, cách nhiệt nhiệt độ giữa lõi và nón loa và đóng vài trò như như một hệ số hiệu chỉnh để lắp lõi hơi quá nhỏ.
Cân nhắc về nhiệt – Các lõi nhôm phổ biến là có khả năng truyền nhiệt cao nhưng có thể dẫn đến làm cho điểm nối cần quá nóng, không chỉ do tính dẫn nhiệt của chúng, mà còn do hiệu ứng tự gia nhiệt từ các dòng điện xoáy. Nếu nhiệt tăng cao tại điểm nối cần, có thể sẽ cần sự thỏa hiệp trong việc lựa chọn chất kết dính.
Ngoài ra, các dòng điện xoáy không đồng đều dọc theo chiều rộng của lõi do sự phân kỳ của dòng điện cảm ứng ở mỗi đầu của tấm. Điều này dẫn đến một lực giật hoặc tắt tiếng gây ra trên cuộn dây tỷ lệ với vận tốc nón loa.
Polyimit nhiệt rắn có khối lượng thấp hơn đáng kể so với nhôm và vì chúng không dẫn điện nên sẽ không làm ngắn cuộn dây loa trong trường hợp hỏng cách điện giữa cuộn dây và lõi. DuPont Kapton, UBE Ulpex và Kaneka Apical là những nhà cung cấp hàng đầu của polyimit nhiệt rắn (PI) và đừng nhầm với PI bằng nhựa nhiệt dẻo, thường được cung cấp bởi các nhà cung cấp cuộn dây loa của Trung Quốc.
Màng nhựa nhiệt dẻo mềm ở nhiệt độ cao hơn và có thể dẫn đến hiện tượng “cuộn dây” tách ra và biến dạng lõi ở mức công suất thấp hơn nhiều so với PI nhiệt rắn. Vật liệu sợi thủy tinh và composite cũng đã được sử dụng trên lõi cho loa trầm công suất lớn, loa trầm phụ và chúng có hoạt động rất tốt.
Cân nhắc về dây
Dây từ – Dây từ có nhiều kích cỡ, mặt cắt ngang và lớp phủ cách điện. Lớp cách nhiệt được gọi là lớp nền và có sẵn chất kết dính, là lớp kết dính trên cùng hoặc bên ngoài. Dây từ thường được tráng trước (màu xanh lá cây = khô nhưng chưa đóng rắn) với chất kết dính được kích hoạt trở lại trong quá trình quấn (thường có 10 phần MEK hoặc cồn cho 1 phần chất kết dính). Ngoài ra, dây có thể được quấn ướt, với lớp keo phủ bên trên được phủ lên dây được phủ lên dây phủ không dính trong quá trình quấn dây.
Cỡ dây, thường được gọi bằng ký hiệu AWG, được lựa chọn bởi một số yếu tố, bao gồm điện trở DC mong muốn, cân nhắc khối lượng, phân phối điện (hiện tại) và cân nhắc hệ thống từ tính. Loa siêu trầm công suất lớn có thể sử dụng số đo lớn như # 28 AWG, trong khi loa siêu trầm có thể số đo dây tốt như # 38 AWG. Dây tốt có số đo từ 34 AWG đến 44 AWG. Lưu ý rằng với AWG, # 32 AWG có đường kính gấp đôi đường kính của # 38 AWG, # 26 AWG gấp đôi đường kính của # 32 AWG, v.v. Cứ tăng sáu cỡ thì công suất dòng điện tăng lên 4, và cứ tăng ba cỡ thì công suất tăng lên 2. Ngoài ra, xét về vật liệu làm dây dẫn, độ bền tỷ lệ thuận với diện tích mặt cắt của dây.
Precision Econowind đã quấn nhiều cuộn dây có hình dạng khác so với đường kính trong điển hình của cuộn dây.Dây đồng được sử dụng phổ biến nhất cho loa, mặc dù dây nhôm và dây nhôm bọc đồng (CCAW) cũng được sử dụng. Đồng dẫn điện tốt hơn nhôm và việc thay thế nhôm cho đồng đòi hỏi một dây có đường kính lớn hơn để có cùng độ dẫn điện. Đồng mang lại sức mạnh vượt trội và dễ hàn hơn nhiều so với nhôm. Các hợp kim mới đang được phát triển sẽ mang lại những lợi thế hơn so với các dây dẫn hiện có.
Nối dây – Nối dây đầu ra với cuộn dây bằng nhôm đòi hỏi các thông lượng đặc biệt hoặc kỹ thuật kết nối cơ học (uốn). Nhôm cung cấp lượng nhỏ hơn với độ dẫn điện trên một đơn vị trọng lượng lớn hơn đồng. Dây nhôm dễ bị tác động – nó dễ bị cứng khi sử dụng ở nhiệt độ cao, dẫn đến độ giòn và hỏng dây. Hơn nữa, nhôm nở ra nhiều hơn một phần ba so với đồng khi ở cùng nhiệt độ. CCAW có nhiều lợi ích của cả hai loại vật liệu, nhưng vẫn không chắc chắn bằng dây đồng.
Dây tròn so với dây dẹt – Dây tròn được sử dụng phổ biến nhất trong cuộn dây loa. Trong các loa hiệu suất cao, đôi khi được sử dụng dây dẹt và quấn trên mép. Các lợi ích bao gồm mật độ dây lớn hơn trong khoảng trống và một lớp dây phẳng có độ tự cảm ít hơn hai hoặc nhiều lớp dây tròn. Việc mua các cuộn dây dẹt đơn giản hơn nhiều so với việc sản xuất chúng. Dây dẹt cần dây tròn phải được làm phẳng (thường bằng con lăn) và cuộn lại.
Dây có thể được làm phẳng theo các tỷ lệ khác nhau, như 4: 1 hoặc 5: 1 là phổ biến nhất, với công nghệ hiện đại đạt đến 7: 1 và hơn thế nữa.
Cần phải có kỹ thuật cẩn thận và đặc biệt để ngăn cách điện của dây bị nứt ở các cạnh của dây dẹt. Nếu CCAW được làm phẳng, thì phải tìm được nhà cung cấp có thể cung cấp loại dây này với lớp bọc rất đều. Sau đó, dây dẹt được cuộn có thể được quấn vào mép trên lõi của cuộn dây loa. Máy quấn phải hoạt động rất trơn tru (các con lăn trở kháng cơ học, v.v.) nếu không dây có thể bị đứt. Vì cuộn dây dẹt thường có một lớp, nên phải sử dụng các kỹ thuật đặc biệt để đưa dây trở lại đầu cuộn. Cuộn dây dẹt mang lại nhiều ưu điểm hơn so với cuộn dây tròn, nhưng đây không nên là mục tiêu cho những người mới bắt đầu.
Để có hiệu suất cao nhất và đạt được tỷ lệ khung hình dây triệt để, dây có thể được làm phẳng và sau đó được phủ cách điện. Điều này đòi hỏi khả năng sản xuất dây điện từ hoàn chỉnh. Một xu hướng gần đây là dây vuông, cung cấp mật độ dây cao hơn (mils tiết diện của dây dẫn) trong khoảng trống, nhưng tránh được vấn đề dây trở lại của dây phẳng một lớp.
Cách điện dây – Có nhiều loại cách điện dây cho dây điện từ, với các đặc tính được tối ưu hóa cho máy biến áp, rơ le, đồng hồ, động cơ, máy phát điện, v.v. Đối với cuộn dây âmloa, sự lựa chọn dù bị thu hẹp nhưng vẫn rất lớn. Đối với loa công suất lớn, dây điện từ được có mục tiêu là động cơ điện biến tần.
Có khá nhiều công thức và chỉ định cách điện dây, bao gồm Lớp ôn được công nhận bởi Phòng thí nghiệm Underwriters (U.L.) và Đặc điểm kỹ thuật của Hiệp hội các nhà sản xuất điện quốc gia (NEMA) (xem Bảng 1). Một số loại cuộn dây cao cấp hơn có công thức riêng.
Trong quá trình sản xuất, lớp cách điện 220 C sẽ không cháy khi bạn cố gắng nối (hàn) cuộn dây, vì vậy sẽ cần mài mòn hoặc hóa chất để loại bỏ lớp cách điện cứng đó. Tất nhiên, nếu bạn đang chế tạo những chiếc loa đắt tiền và công suất lớn, thì đây là một cái giá thấp.
Nếu không có khả năng hoạt động ở nhiệt độ cao, thì quy trình lắp ráp nối cuộn dây có thể được đơn giản hóa với cách điện 130˚C (thường là Nylon-poly) hoặc 180 SV C. Các nhà sản xuất dây phân loại việc loại bỏ cách điện thành ba lớp — dễ hàn (lớp cách điện của dây bị phân hủy trong quá trình hàn); có thể tháo rời bằng thuốc thử hoặc quá trình hóa học khác; và cơ học (tức là phương pháp mài mòn).
Dây đầu ra – Các loại dây đầu ra khác nhau tùy thuộc vào loa. Có nhiều sự lựa chọn về dây, với các biến thể về khổ hoặc sợi vải đan vào với dây. Ngoài ra, trong các loa tweeter công suất lớn và trình điều khiển nén, các dải dây dẫn phẳng đôi khi được sử dụng bằng đồng phốt pho hoặc hợp kim Beryllium. Có thể chọn nhiều loại vỏ bọc ngoài cho các dây dẫn ra khác nhau, bao gồm bước sợi và sử dụng vòng đệm giữa ngăn xếp cuộn dây và điểm nối cần.
Tóm lại
Tôi luôn cảm thấy khó khăn khi cung cấp một hướng dẫn toàn diện cùng với một số lưu ý mà không đi theo hướng tiếp tuyến. Hầu hết các chủ đề riêng lẻ có thể dễ dàng trở thành một bài báo hoàn chỉnh. Tôi hy vọng sẽ có tin tức thú vị về cuộn dâyloa trong năm tới vì có những phát triển trong dây điện từ đến từ nghiên cứu động cơ xe điện.
Shop: Điện Tử Tuấn Hằng- Chuyên cung cấp bán buôn bán lẻ Phụ kiện sửa chữa loa, thiết bị âm thanh.
Website : https://thietbiloa.com/
Địa chỉ : Số nhà 29 yên bái 2-phường Phố Huế-Quận Hai Bà Trưng-Hà Nội(chợ trời)
Điện thoại : 02439784346
Nguồn: Internet
Biên dịch: DIEN TU TUAN HANG – THIETBILOA.COM
