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1.1 磁路设计的目的与方法
磁路设计的目的主要有两种:一是给定磁体规格(已知材料性能和尺寸),设计出磁路结构,使其工作气隙磁感应密度Bg值为最大,Bg值的大小对扬声器的灵敏度及电气品质因数Qes影响很大;二是给定Bg值,设计出磁路结构,使所用磁体尺寸为最小,从而达到节约成本的目的。
磁路设计的方法有多种,这里采用的是经验公式法。
1.2 磁路设计基本公式
Kf*Bg*Sg = Bd*Sm (1)
Kr*Hg*Lg = Hd*Lm (2)
相关说明如下:
Bg: 工作气隙中的磁感应密度
Bd: 磁体内部的磁感应密度
Sg: 工作气隙截面积
Sm: 磁体截面积
Kf: 漏磁系数(总磁通与工作气隙磁通之比)
Hg: 工作气隙中的磁场强度
Hd: 磁体内部的磁场强度
Lg: 工作气隙宽度
Lm: 磁体高度
Kr: 漏磁阻系数(总磁阻与工作气隙磁阻之比)
这里所有单位均采用国际单位制,即千克、米、秒制。
1.3 一些参数的选取与设定
对于内磁结构的磁路:
Kr = 1.1~1.5
Kf = 1.8~2.5
导磁板厚度:Tp = 5*Lg
导磁板直径:Dp = 4.1*Tp
对于外磁结构的磁路:
Kr = 1.1~1.5
Kf = 2.0~4.0
华司厚度:Tp = 5*Lg
中柱外径:Dp = 4.3*Tp
华司外径 = 磁体外径-磁体厚度/2
Sg =π*(Dp+Lg)*Tp
Bg =μo* Hg (3)
μo = 4π*10-7 H/m为真空磁导率.
根据磁体材料退磁曲线和最大磁能积曲线,可以确定最佳工作点的Bd和Hd值,在此工作点,磁体体积最小(给定Bg值时),工作气隙中的磁感应密度最大(给定磁体尺寸时)。
Bg2 = (μo*Sm*Lm*Bd*Hd)/(Kr*Kf*Sg*Lg) (4)
1.4 磁路设计的验证
选择了一种磁路结构后,验证很方便,只需将磁路充磁,测量其工作气隙中的磁感应密度Bg就行。
磁感应密度Bg的测量方法有两种:一是用带超薄霍尔探头的特斯拉计(高斯计)直接测量;二是用带标准线圈的韦伯表(磁通表)测量磁通φ,然后换算成磁感应密度, Bg =φ/S,这里的S为标准线圈在磁场中切割磁力线的有效面积。