Stabilität von Visaton Chassis

[Lonzo]

Hallo Admin,

das FFL die Induktivität verringert, habe ich nicht gemeint und auch nicht geschrieben. Sondern das FFL zwecks Kühlung vielleicht eine Möglichkeit sein kann, dünneren Wickeldraht zu verwenden.

Beispiel: Ein 100 m langer Kupferdraht mit einem Querschnitt von 0,20 mm² hat einen Widerstand von ca. 8,60 Ohm und ein 100 m langer Draht mit einem Querschnitt von 0,41 mm² hat einen Widerstand von ca. 4,30 Ohm. Damit der 0,41 mm² Draht auf 8,6 Ohm kommt, müsste er demnach 200 m lang sein. (Die Drahtstärken dienen nur als Beispiel!)

Der doppelt so dicke Draht benötigt daher auch die doppelte Anzahl Windungen auf den gleichen Spulenträger als der dünnere, somit steigt auch die Induktivität der Spule auf einen fast doppelten Wert an.

Dünner Draht ist bekanntlich weniger belastbar als dicker und muss evtl. stärker gekühlt werden. Ob das nun mit FFL umsetzbar ist, erscheint mir, nachdem ich Deine Zeilen gelesen habe, allerdings fragwürdig und wenn es denn umsetzbar sein sollte, dann sicher nur mit erheblichem Aufwand.

Der TIW200 XS hat für einen Langhubbass eine erfreulich geringe Schwingspuleninduktivität. So gesehen halte ich schon die Lösung, mit den vielen Bohrungen im Luftspalt, für praxisgerechter. Die TIW200 XS in meinen Jeani´s müssen bei mir sehr viel aushalten, ich betreibe sie recht häufig am Limit! Die Bohrungen tragen sicher auch dazu bei, deren Schwingspulen thermisch stabil zu halten.

Ich habe einen unheimlichen Faible für kleine leistungsstarke Boxen. Darum halte ich immer wieder mal Ausschau nach Chassis, die für sehr kleine Gehäusevolumen geeignet sind. Es gibt hiervon recht viele, die meistens eines gemeinsam haben: Im Verhältnis zu Re eine zu hohe Schwingspuleninduktivität.

Betreibt man diese Chassis Aktiv, ist das sicher kein all zu großes Problem. Möchte man aber so ein Chassis passiv betreiben, entstehen Klippen die kaum zu umschiffen sind!

Beispiel: Halbraum Simulation eines sehr langhubigen 16er´s im 7 Liter Bassreflexgehäuse mit Passivmembran. Induktivität nicht berücksichtigt.



Wie oben, jedoch Induktivität berücksichtigt.



Der Buckel, der sich in der Simulation auftut, ist sehr schwer zu beseitigen. Man bekommt ihn zwar mit einem Saugkreis weg, dann sinkt die Impedanz in der Regel aber unter 3 Ohm. Auch wenn das Chassis selbst knapp 6 Ohm hat. Möchte man dann noch einen Mitteltöner dazu schalten, ist man sehr schnell unterhalb 2 Ohm.


Gruß, Lonzo

[VISATON]

@ jobst: Es ist möglich, dass Du recht hast mit dem erhöhten Klirr bei großer Induktivität der Schwingspule. Aber man müsste wissen, wie stark sich der Effekt auswirkt. Darüber kann ich leider nichts aussagen.

Dass FFL die magnetische Leitfähigkeit im Luftspalt erhöht, liegt eigentlich nahe, konnte aber von uns noch nie beobachtet werden. Als Beispiel kann die G 25 HE mit und ohne FFL dienen. Oberhalb der Resonanz müsste die Version mit FFL mehr Pegel bringen, was wir aber nicht messen konnten:

Artikel über Ferrofluid bei Hochtönern

@ Lonzo: Es ist natürlich logisch, dass ein dickerer Draht länger sein muss, um dieselbe Impedanz zu erreichen als ein dünner Draht. Aber es ist vielleicht schwer einzusehen, aber trotzdem richtig: In einer Spule ist ein dünner Draht thermisch genauso hoch belastbar wie ein dicker Draht (bei gleicher Abmessung der Spulen). Die Windungen in einer Spule sind durch den Backlack so dicht verbunden, dass die Spule sich gleichmäßig erwärmt. Ganz egal wie dick der Draht in der Spule ist: Die thermische Leistung der Spule insgesamt muss abgegeben werden.

Der Effekt der Induktivität in Deiner Simulation ist wirklich vorhanden, wenn auch sehr gering. Aber was passiert, wenn man bei der passiven Trennung eine Spule in Reihe schalten muss? Dann gibt es auch diese Überhöhung. Die Induktivität der Schwingspule und die Induktivität der Reihenspule der Weiche sind im Ersatzschaltbild in Reihe geschaltet. D.H., wenn die Schwingspule schon eine hohe Induktivität hat, muss die Weichenspule nicht mehr so groß sein, um die gleiche Trennfrequenz zu erreichen. Dann dürfte es im Endeffekt auf das Gleiche hinauslaufen.

[GabbaGandalf]

@Lonzo: die änderung des frequenzgangs durch die spuleninduktivität lässt sich durch impedanzlinearisierung + weiche weitestgehend abfangen. nachteile: die verwendeten bauteile sind alles andere als klein.

wenn es darum geht, die durch die induktivität nach oben begrenzten subwoofertreiber breitbandiger zu machen: da würde in den meisten fällen ein kurzschlussring im magnetsystem helfen. allerdings schwingen die membranen solcher treiber bei höheren frequenzen oft nicht gerade resonanzfrei, weswegen der frühe rolloff wahrscheinlich sogar gewollt ist und die weichenentwicklung u.u. sogar vereinfacht.

[Lonzo]

Hallo Admin und GabbaGandalf,

der Teufel steckt wie so oft im Detail!

Die Schwingspule und deren Induktivität befindet sich am Ende einer Weichenschaltung. Daher ist die Schwingspuleninduktivität an sich resistent gegen Impedanzkorrekturschaltungen. Befindet sich eine Impedanzkorrekturschaltung, aus der Sicht des Verstärkers, vor einer Spule, zeigt sie keine Wirkung im Frequenzgang, sie wirkt nur auf die Chassisimpedanz.

Wenn man einen einfachen 6 dB Filter im Sinn hat, kann man schon die Schwingspuleninduktivität und die der Weichenspule addieren. Möchte man aber einen 12 dB Filter realisieren, erhält man stattdessen einen 18 dB Filter! Liegt dann noch die Schwingspuleninduktivität viel zu hoch, kommt man nicht umher, eine recht tiefe Trennung anzustreben; denn die eigentliche Weichenspule müsste, bei einem 18 dB Filter, immerhin die ca. 3 fache Induktivität gegenüber der Schwingspule aufweisen, um eine brauchbare Tiefpassflanke zu erhalten.

Und nun der Knackpunkt: Da die bei tiefer Trennung notwendige Impedanzkorrektur nur auf die eigentlichen Weichenbauteile und nicht auf die Induktivität der Schwingspule wirkt, ist man gezwungen, die Chassisimpedanz mit der Impedanzkorrektur weit unter Re zu ziehen, um eine korrekte Filterflanke ohne Tiefbassverlust zu erhalten.


Gruß, Lonzo

[VISATON]

Jetzt habe ich verstanden, was Du gegen eine zu hohe Induktivität bei Filtern höherer Ordnung hast. Ich hatte nicht behauptet, dass man diese Induktivität kompensieren kann.

Aber ich sehe trotzdem keine Möglichkeit, mit FFL die Schwingspuleninduktivität zu verringern.

[poor but loud]

Ich weiß nicht, warum wir so viel über Ferrofluid bei Tieftönern diskutieren. Die mechanischen Verluste werden erhöht, und schlimmstenfalls nimmt die Arbeitspunktabhängigkeit der TSP deutlich zu, d. h. der Treiber verhält sich deutlich nichtlinearer als vorher und macht mit Ferrufluid eher einen überforderten Eindruck als ohne. Besser wäre es, Schwingspulenträger und Staubschutzkappen aus Kupfer einzusetzen und diese miteinander zu verschweißen. Am besten ist es jedoch, die Schwingspule gleich entsprechend belastbar auszulegen und dem Treiber ausreichend große Kühlkörper zu spendieren.

[Quaschdl]

Wenn man die Belastbarkeit erhöhen will und/oder muss, gäbe es nicht die Möglichkeit, die Spule aktive zu kühlen, beispielsweise indem man einen kleinen Lüfter an einer entsprechend ausgelegten Polkernbohrung anbringt?

Ich meine, so etwas schon einmal gesehen zu haben, kann mich aber auch wirklich täuschen.

[knork]

ist es eigentlich notwendig, die belastbarkeit der spule zu erhöhen? daran schließt ja eigentlich notwendigerweise auch eine konstruktive änderung der membran an - versteifen, dicker machen... dadurch würden sich ja dann auch die parameter und der einsatzbereich in richtung tiefere frequenzen ändern...

oder anders gefragt: was ist eher am ende, spule oder membran?

[VISATON]

Wenn mal ein Tieftöner überlastet wird, ist es eher die Schwingspule, die verbrannt ist. Eine defekte Membran kommt äußerst selten vor. Aluminium oder sogar Kupfer (zu schwer) als Träger für die Schwingspule leitet zwar die Wärme besser ab, hat aber den Nachteil, dass Wirbelströme durch die Bewegung im Magnetfeld entstehen (niedriger Qms). Das heißt, der Träger wirkt als Wirbelstrombremse und erwärmt sich zusätzlich zu der Verlustwärme in der Spule. Deswegen setzen wir bei hochbelastbaren Chassis Kapton als Schwingspulenträger ein. Das ist ein äußerst temperaturbeständiger Kunststoff und erwärmt sich nicht eigenständig.

Aber wir diskutieren hier über ein Problem, das gar nicht wirklich existiert. Verbrannte Schwingspule kommen bei uns sehr selten vor.