Почему именно только для Алнико ? Конечно намагничивать можно и другие. Пока делал эксперименты, я намагнитил все отвертки и плоскогубцы, которые служили мне балластом для имитации подопытного магнита 🙂 . Для неодимовых сила поля моей конструкции слишком мала и полноценно их намагнитить не получится. Возможно, можно применить эту установку для ферритов, но я не пробовал.
Все началось с того, что когда перебирал динамики 4А-28 Самаркандского завода ЛОМО, я еще не знал, что разбирать магнитную систему Алнико нельзя – этот магнит теряет свою силу – то есть частично размагничивается. Для замера индукции в магнитном зазоре В ( измеряется в Тл – Тесла ) я купил прибор TD8620, цена на e-Bay была 65 Евро. Немало конечно, но без этого девайса оценить силу магнитной системы динамика очень трудно.
По паспорту на диамик 4А-28 магнитная индукция в зазоре должна быть 0.8 Т ( 800 миллиТесла ). Замер на картинке сделан ДО разборки магнита – но не подумайте, что был такой чудесный динамик ! Как почти все в СССР, магнитная система собрана ужасно криво – магнитный зазор очень неравномерный – с противополжной стороны величина индукции до разборки была 740 мТ. Так что среднее ( 872 + 740 ) получается чуть выше 800 мТ – то есть в ГОСТ все-таки входит ! После переборки магнитной системы средняя индукция стала всего 550 мТ – надо было ее заново намагнитить. Поэтому еще раз – помните – Алнико магнитую систему ДГ разбирать нельзя – их потом придется намагничивать заново, причем обязательно в собранном виде.
Стал изучать тему. Очень много полезного почерпнул на форуме Сергея Сергеева – он сам сделал установку и намагнитил намного бОльшую в габаритах систему от 4А-32.
http://hiend.borda.ru/?1-5-0-00000044-000-0-0-1643959506
и ее продолжение
http://hiend.borda.ru/?1-5-0-00000354-000-0-0-1707361824
а также интересной и полезной мне показалась ветка на ldsound.ru
https://ldsound.club/threads/namagnichivatel-magnitov.499/
Теперь о моей конструкции, которой я и намагнитил МС от 4А-28. Вернее, пока это макет, в котором требуются дополнительные мероприятия по ТБ – есть масса голых контактов. Поэтому будьте внимательны и осторожны – в установке есть напряжения до 400 вольт, что может быть смертельно опасно !
Вот начальная ее схема
И ее фото
Как каркас индуктора взята 110 мм муфта от канализационных труб, на нее намотано 11 витков многожильного медного провода сечением 6 кв.мм в изоляции – я взял провод для заземления длиной около 5 метров. Витки зафиксировал полипропиленовыми стяжками, но этого оказалось недостаточно – мощные импульсы тока иногда их рвут – поэтому витки дополнительно промазал клеем момент.
Конденсаторы С1 – С6 – общая емкость 16800 мкф, на 400 – 450 вольт – всего 10 конденсаторов ( а не 5 как на схеме ). Вообще-то для улучшения отдачи тока на индуктор и для снижения суммарного ESR батареи, старайтесь собрать батарею из максимального количества конденсаторов – то есть три конденсатора по 1200 мкф лучше чем один 3600, и десять конденсаторов по 1000 мкф много лучше, чем один на 10000 – хотя казалось бы по арифметике это одно и тоже.
Зарядка идет через диод Т6А100 на 1000 вольт и 6 ампер и балластную лампу накаливания 100 – 300 ватт мощностью ( чем больше мощность лампы, тем быстрее зарядится батарея ).
Все сделано максимально просто -разряжаются конденсаторы на индуктор вручную – просто замыкая медные контакты S2. К длинному отводу индуктора присоединен колпачек ( заглушка ) на 22 мм из твердой меди, он своим боком замыкается на плоский участок медной рейки ( я взял рейку крепления отводов заземления – они продаются в магазинах электроинсталляции. На нее, кстати, только с другого ее конца очень удобно прикрепить конденсаторы у которых есть винтовые выводы ). Но у меня часто случалось, что колпачек приваривается к рейке намертво ! И приходится потом долго его отковыривать…. 🙂 Да, и насколько важен хороший контакт для подачи мощного импульса тока можно заметить по тому, что лучше всего ( до более высоких значений В ) намагничивается магнит тогда, когда контакты свариваются вместе. Именно поэтому в последствии вместо контактов S2 лучше поставить мощный тиристор.
Чтобы оценить, выдержит ли тиристор ударный ток в импульсе, нужно посчитать суммарное сопротивление всей цепи. Начнем с активного сопротивления индуктора. Средний диаметр витка 12 см ( 0.12 м ), значит длина витка будет пи * диаметр = 0.377 метра. Вся длина провода 11 витков * 0.377 = 4.2 метра. Удельное сопротивление меди – 0.0175 Ом*мм.кв./м находим из справочника. Значит если у нас сечение 6 кв.мм. и длина 4.2 метра, то сопротивление индуктора у нас будет 0.0175 * 4.2 / 6 = 0.012 Ома.
Чтобы в первом, самом грубом приближении вычислить пиковый ток через тиристор нужно просто разделить напряжение на конденсаторах ( планируется 350 вольт ) на сопротивление индуктора – 350 В / 0.012 Ом = 29 000 Ампер. Например, тиристор ТЛ271-320 на ток 320 А в пике выдерживает ударный ток ( по паспорту ) 9 000 Ампер. Получается, что если добавить неучтенные мной сопротивления контактов и индуктивное сопротивление индуктора, то возможно, выбранный тиристор и выдержит нагрузку.
Во втором приближении учтем импеданс конденсаторов. ESR конденсаторов предварительно я замерил – в среднем 0.05 Ома. У меня 10 кондесаторов, ESR каждого получаются влючены параллельно ( вот почему выгодно параллелить конденсаторы ! ) , то их суммарный ESR будет ниже. Но тут нюанс в том, что параллельно включены не ESR конденсаторов, а их последовательная цепь с индуктивностью обкладок, то есть включая параллельно конденсаторы, мы параллелим импеданс 10-ти отдельных конденсаторов. Который в сумме конечно становится ниже, но ESR не уменьшится в 10 раз ! На сколько – нужно еще определить. Для этого я подключил мою батарею конденсаторов к измерителю импеданса HP ( который к счастью был у меня дома – знакомый дал попользоваться ) и получил в общем ожидаемую величину, которая оказалась примерно по середине между 0.05 Ома ( ESR каждого конденсатора ) и 0.005 – то есть 0.011 Ома. То есть сумма активного сопротивления индуктора и импеданса конденсаторов уже становится 0.012 + 0.011 = 0.023 Ома.
Давайте теперь попробуем учесть индуктивное сопротивление индуктора. Сначала нужно рассчитать индуктивность катушки:
Где мю – магнитная проницаемой среды, для воздуха и пластмассы ( сердечник ввиде намагничиваемого матерала пока не учитываем ) это 1 ( единица ),
мю нулевое – магнитная постоянная вакуума, с системе СИ равная 4 * пи * 10 ** ( -7 ) Гн.м или 1.26 * 10 ** (-6 ).
N – количество витков соленоида
S – площадь соленоида, кв.м.
l – длина соленоида, м.
Подставляем наши данные – 11 витков, диаметр катушки 0.12 м, ее длина – 0.1 м и получаем индуктивность нашего индуктора 0.000019 Гн. Это конечно очень маленькая величина, но учитывая высокую крутизну подаваемого импульса, стОит все-таки попробовать рассчитать постоянную времени. Она будет равна RC, где R – полный импеданс цепи, который мы пока не знаем, но в первом приближении берем то, что известно – сумму активного сопротиваления индуктора и импеданс кондесаторов – 0.023 Ома, емкость 16800 мкф конденсаторов в фарадах будет примерно ( округляем ) 0.017 Ф. Значит постоянная времени t будет 0.023 * 0.017 = 0.000391 сек. Это соответствует частоте f = 1/(2*pi*t) = 400 Гц. Откуда можем посчитать индуктивное сопротивление R соленоида без сердечника на этой частоте = 2 * Pi*f*L = 2*3.14*400*0.000019 = 0.0477 Ом. Однако ! Это даже больше, чем активное сопротивление + импеданс конденсаторов ( помним – было 0.023 Ом ). Итого, общий импеданс цепи ( импеданс конденсаторов + индуктивность индуктора + его активное сопротивление ) = 0.011+0.012+0.0477 = 0.071 Ома. То есть уже во втором приближении максимальный рассчетный ток будет 350 вольт разделить на 0.071 Ома и это равно 4900 Ампер. То есть первое приближение дает двукратный запас по ударному току тиристора – 9000 Ампер.
Если сделать и вторую итерацию в приближении к верной цифре постоянной времени, теперь уже с учетом полного импеданса цепи, который мы вычислил раньше – 0.071 Ома. Тогда RC будет 16800 мкф * 0.071Ом = 0.0012 сек, что соответвует частоте 130 Гц, и индуктивное сопротивление индуктора на этой чатоте станет меньше – Z = 2* 3.14*130*0.000019 = 0.016 Ома, и суммарный импеданс цепи снизится до 0.071 – 0.0317 = 0.0393 Ома, что соотвествует току через тиристор 350/0.0393 = 8900 Ампер.
Повторяя указанные выше итерации и принимая, что ряд будет сходящимся ( вот таблица итераций ):
а затем используя величину общего имапеданса цепи Rtot мы получим среднее от двух последних величин тока – 8900 и 4900 ампер и это будет 6900 Ампер, а постоянная времени – ( 0.000391 + 0.0012 ) /2 = 0.000795 сек, что соответствует частоте 200 Гц. При этом индуктивное сопротивление индуктора на этой частоте будет 0.024 Ома ( а общий импеданс цепи 0.047 Ома ). То есть почти половина ! Можете догадаться, что будет если намотать, скажем, 50 витков, как иногда советуют…
На форуме любителей лампового звука http://hiend.borda.ru/?1-5-0-00000354-000-60-0, по совету одного из форумчан, чтобы замерить величину импульса тока, я собрал простенькую схемку из диода D3, конденсатора C7 и цифрового вольтметра V:
и замерил фактическую силу тока цепи при помощи 1000 амперного шунта R3. Максимальное значение тока оказалось 6960 Ампер при напряжении разряда 340 вольт, что почти совпадает с приведенной выше рассчетной цифрой ( 6900 Ампер при 350 Вольт ). Я бы сказал – прекрасное совпадения приведенного выше рассчета с фактическими данными ! Вольтметр использован цифровой со входным сопротивлением > 1 МОма, конденсатор С7 – МБГО-2.
В приведенной выше схеме уже видите тиристор вместо простого контакта, у меня поставлен купленный на е_Вае 1600V 200А тиристор MFC200-16, как демпферный диод – тоже 200 амперный диод MD200A на 1600 вольт. Хотя они оба предполагаются быть установленными на радиатор, в нашем случае это не нужно. Конечно, здесь похел бы и старый добрый ТЛ217-320, но он у меня остался прозапас.
И вот как выглядит макет сейчас
Питается установка от сети переменного тока, после заряда конденсаторов через лампу La1 накаливания мощностью 300ватт выключатель S1 отключаем и запускаем тиристор переключателем S2 переводя его подвижные контакты в нижнее положение, когда конденсатор С3 разряжется на управляющий электрод тиристора, он открывается и происходит разряд батареи конденсторов С1 – С6 на индуктор. Если прямо от сети, то конденсаторы заряжаются до 320 – 340 вольт, если нужно больше, то можно установку питать от ЛАТРа – тогда можно получить до 380 Вольт. Для выбранных тиристоров и демпферного диода – это видимо предел. Если захочется повысить напряжение на конденсаторах еще выше, то скорее всего нужно будет домотать несколько витков индуктора.
Еще раз выражаю свою благодарность участникам форума Любителей Лампового Звука за советы и помощь.
