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Warum werden die oberen Lagen einer Schwingspule manchmal asymmetrisch gewickelt?

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  • capslock
    Registrierter Benutzer
    • 16.05.2003
    • 319

    Warum werden die oberen Lagen einer Schwingspule manchmal asymmetrisch gewickelt?

    Habe am Wochende mal beschädigte Treiber auseinandergenommen. Beide haben einen zylindrischen (also nicht unterschnittenen) Polkern, der minimal verlängert ist, also 0,5 bis 1 mm über die Polplatte ragt. In beiden Fällen schlossen alle Wicklungslagen unten bündig miteinander ab (ca. 0,5 mm vor Ende des Alu-Spulenträgers, also auch nicht ganz optimal hinsichtlich Symmetrie der Wirbelstrombremse).

    Beim Vifa TC14 (war eine OEM-Version mit Glasfasermembran) war es eine zweilagige Spule, deren untere Wicklung auch wirklich 10 mm lang war, wie es im Datenblatt steht. Die obere Wicklung endete ca. 1,2 mm vorher, was bei 3 mm rechnerischem Überhang nicht wenig ist.

    Beim Peerless CSC217 war es eine vierlagige Spule, deren dritte Wicklung ca. 1,8 mm zu früh endete, die vierte Wicklung sogar 3,5 mm, bei einem rechnerischen Überhang von 5,5 mm. Beim HDS205, der ansonsten die gleichen Schwingteile hat, schließt die zweilagige Spule oben bündig ab, auch bei anderen Treibern mit hinterlüfteter Spinne (wo man also auf die Spule linsen kann), habe ich das noch nie gesehen.

    Warum macht man solche asymmetrischen Wicklungen?

    - bei einem gut symmetrischen B-Feld (T-förmiger Polkern) würde das eine asymmetrische Bxl-Kurve geben, also nicht so gut

    - hier haben wir aber einen nicht unterschnittenen Polkern, also gibt es vermutlich unterhalb ein ziemlich ausgedehntes Streufeld, oberhalb ein recht kleines Streufeld: wenn jetzt das obere Streufeld insgesamt (Integral über Streufeldstärke x Volumen) schwächer als das untere, verstärkt die abnehmende Windungszahl beim Eintauchen die Asymmetrie -- wenn die Streufelder integral aber halbwegs gleich sind, das obere aber viel konzentrierter ist, könnte die abnehmende Windungszahl kompensierend wirken, aber auch nur solange, wie der Bereich mit vermindeter Wicklungszahl noch außerhalb des Spalts ist

    - ohne Kupferkapsel (haben weder der TC noch der CSC) ist das im Mitteltonbereich zumindest bei gleichzeitig hohen Auslenkungen durch Bass-Signal Gift: beim Eintauchen kommt mehr Eisen in die Spule, d.h. die Induktivität erhöht sich, was die Einwärtsbewegung bremst - kommen jetzt noch Bereiche mit weniger Wicklungen/mm in den Spalt, sinkt auch noch die Antriebskraft, d.h. die Asymmetrie wird verstärkt


    So wie ich das bis jetzt sehe, kann diese Konstruktion also eventuell bei einer bestimmten Eisengeometrie gewisse Vorteile haben, aber auch nur im Bass (der TC ist ein Tiefmitteltöner) und bei Auslenkungen deutlich unterhalb x_lin, dafür überwiegen die Nachteile. Übersehe ich da einen grandiosen Vorteil?
  • maha
    Registrierter Benutzer
    • 22.10.2001
    • 1664

    #2
    Hi!

    Ob du auf diese Frage eine konkrete Antwort kriegst? *gg*

    Gruß, maha

    Kommentar

    • AH
      AH
      Registrierter Benutzer
      • 17.01.2003
      • 586

      #3
      Hallo,

      da kann ich mangels Wissen nur lustig drüber spekulieren.

      Ein Überhang mit mehreren Lagen ist wahrscheinlich thermisch ungünstig (Oberfläche/Volumen-Verhältnis). Die inneren Bereiche der Schwingspule würden kaum gekühlt.

      Weiterhin scheint oft ein gleitender Übergang vom linearen in den nichtlinearen Arbeitsbereich gewünscht. Strahler, die sehr linear sind und dann schlagartig nichtlinar werden, sind unpraktisch.
      Eine bei großen Auslenkungen stärker werdende Gegenkraft aus der Aufhängung (üblich) und vielleicht zusätzlich ein schwächer werdender Antrieb scheinen dafür günstig.

      In so ein Ding mit progressiv (nichtlinear!) wirkendender Zentrierung und Sicke und mit progressivem Antrieb kann man viel Leistung reingeben und es kommt auch viel Schall raus, nur eben nicht die Grundwelle.

      Gruß

      Andreas

      Kommentar

      • capslock
        Registrierter Benutzer
        • 16.05.2003
        • 319

        #4
        @ maha: Einen Versuch ist es ja wert, ich kann mir jedenfalls nicht erklären, was die Entwickler bei d-s-t da geritten hat.

        @ AH: Deine Argumente könnten vielleicht zutreffen, wenn die oberen lagen symmetrisch kürzer wären. Sie sind aber unten bündig und oben unterschiedlich lang.

        Grüße,

        Eric

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        • harry_m
          Registrierter Benutzer
          • 16.08.2002
          • 6421

          #5
          Na gut, ein normales Konus-Chassis ist ist alles andere, als symmetrisch: asymmetrische Sicke, Membran, Zentrierspinne... Warum soll da die Schwingspule symmetrisch werden?
          Zwei Tragödien gibt es im Leben: nicht zu bekommen, was das Herz wünscht, und die andere - es doch zu bekommen. (Oscar Wilde)
          Harry's kleine Leidenschaften

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          • maha
            Registrierter Benutzer
            • 22.10.2001
            • 1664

            #6
            Hi!

            Normalerweise sauge ich mir "Erklärungen" recht schnell aus den Fingern, bei obigem Problem stehe ich aber total an.

            di nach dt......
            dfeld nach dt?
            Rückwirkungen sind teuflisch.
            -----------------------------------------
            Da ich Skeptiker bin, vermute ich, dass die Abnahme von L (B*L) der Optimierung von "Prospektdaten" dient.

            Gruß, maha

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            • Mr.E
              Registrierter Benutzer
              • 02.10.2002
              • 5316

              #7
              Vielleicht wird das auch gemacht, damit die Spule nicht so leicht anschlägt.

              Da die Sparsamkeit nur am oberen Ende zu beobachten ist (was auch immer das jetzt heißen kann...), hat das auch nur Wirkung, wenn sich die Spule zur unteren Polplatte bewegt. Wenn jetzt da die Spule dünner wird, schwindet auch die Kraft.

              Thermisch läßt sich da schon auch was reininterpretieren:

              Viel Hub => viel Strom => heiß => lieber weniger Windungen

              aber halt nur an einem Ende

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              • Ollie
                Registrierter Benutzer
                • 26.11.2002
                • 563

                #8
                Hm, andersrum waere es ja nicht unintelligent: die Asymmetrie der Spule kompensiert das asymmetrische BL (Effekt nullter Ordnung) und das Wandern des Nullpunktes hin zur Asymmetrie (erster Ordnung). Habe aber keine Ahnung, wie das B-Feld tatsaechlich verlaeuft; Du selbst schreibst ja, "vermutlich" sei das Streufeld oben schwaecher.

                Alles andere waere ja geradezu kontraproduktiv, da die gewollte Asymmetrie die Produktionskosten erhoeht (ein kleiner Chinese muss scharf nachdenken, wie herum er die VC auf den Former pappt).

                Aber das ist aus der Huefte. Mach doch mal ein Bild mit FEMM von der Feldstruktur und eines von der VC...

                Cheers,
                Ollie
                The patent was abandoned when it was discovered that the problem it fixed was inexistent.

                Kommentar

                • capslock
                  Registrierter Benutzer
                  • 16.05.2003
                  • 319

                  #9
                  Ich habe das Feld mal in Maxwell 2D (gibt es umsonst bei Ansoft.com und ist nur mäßig eingeschränkt gegenüber der Vollversion) simuliert.

                  Bilder und Schlußfolgerungen unter:
                  http://www.diyaudio.com/forums/showt...347#post620347

                  Hier nur eine kurze Zusammenfassung:

                  Das Feld ist stark asymmetrisch, und zwar ist das Streufeld oberhalb des Spalts schwächer und weniger weitreichend als unterhalb. Mein Denkfehler war aber, daß die Kraft pro Längeneinheit möglichst konstant sein sollte. Das ist nämlich ziemlich wurscht.

                  Worauf es ankommt, ist wie sich die über die Spulenlänge integrierte Kraft ändert, wenn sich die Spule bewegt.

                  Wenn sich die Spule nach unten (innen) bewegt, dann ist der Feldabfall am unteren Ende langsamer als die Zunahme am oberen Ende. Wenn jetzt die Spule an ihrem oberen Ende weniger Windungen pro mm hat, gleicht das die unterschiedlichen Feldgradienten aus.

                  Auch gegen die Asymmetrie der Induktivität hilft es, aber nur mäßig.

                  Kommentar

                  • kboe
                    Registrierter Benutzer
                    • 28.09.2003
                    • 1881

                    #10
                    nur eine theorie:
                    ich glaub irgendwo gelesen zu haben, daß eine symmetrische signalbegrenzung NUR ungerade oberwellen erzeugt also k3, k5, k7 etc.....
                    ungerade oberwellen gelten aber gemeinhin als "unmusikalisch"

                    vielleicht soll hier mittels bewußter unsymmetrien im grenzbereich mehr geradzahliger klirr produziert werden, der ja gemeinhin als nicht so störend gilt????

                    kann natürlich auch völliger blödsinn sein
                    Mir kommt kein HiRes in die Anlage. Ich brauch meine Hochtöner noch länger.

                    Kommentar

                    • Mr.E
                      Registrierter Benutzer
                      • 02.10.2002
                      • 5316

                      #11
                      Das was capslock gemacht hat klingt enorm interessant...

                      Kommentar

                      • Ollie
                        Registrierter Benutzer
                        • 26.11.2002
                        • 563

                        #12
                        Oops, gerade eben erst gesehen, dass da was passiert ist. Gut gemacht, Eric, danke fuer's Update.

                        Cheers,
                        Ollie
                        The patent was abandoned when it was discovered that the problem it fixed was inexistent.

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