Городу и Миру.
Идея моторного динамика.
Берем диск полуметрового (или метрового – все размеры даны очень ориентировочно, это не чертеж, а идея, все конкретные цифры подсказаны исключительно интуицией и здравым смыслом) диаметра. Материал – дюраль толщиной 1мм. Это основа будущего диффузора. Весь сверлим дырками диаметром миллиметров 10 для облегчения. По периметру приклеиваем резиновый S-образный в разрезе подвес, как у всех нормальных динамиков (как его сделать – отдельная песня). Через маленькое отверстие в центре диска пропускаем стальной тросик диаметром пару миллиметров и закрепляем на диске. Растягиваем перпендикулярно плоскости диска. Он будет таскать диффузор туда-сюда. Отмечаем на тросике с обеих сторон точки, отстоящие от диска на величину его радиуса. В этих точках закрепляем по пучку стальных струн, штук по 50. Закрепляем эти струны на диске в разных точках по периметру и по плоскости, как стропы парашюта, только с обеих сторон, чтобы равномерно распределить усилия таскания на всю плоскость диска. Прикладываем с двух сторон половинки формы, хотя бы два тазика, пропустив тросики в отверстия, просверленные с центрах тазиков. Запениваем внутри строительно-монтажной пеной, удерживая тросики натянутыми перпендикулярно плоскости диска. Удаляем форму. Получилсь этакая двояковыпуклая линза с жестким каркасом внутри, в котором бОльшая часть элементов (в идеале бы – все) работает на растяжение – у такой конструкции наилучшее соотношение веса и прочности.
Диффузор готов.
Теперь привод. Концы тросика закрепляем на шкивах диаметром миллиметров 100-200, и наматываем по паре витков. Шкивы через порошковые электромагнитные муфты (такие применялись на старых «Запорожцах» с ручным управлением) посажены на валы асинхронных электродвигателей мощностью 0,6-1 квт каждый, включенных так, чтобы вращались в противоположные стороны. Варим жесткий каркас, состоящий из кольца-фланца, в которое вклеивается резиновый подвес, двух площадок, на которых закрепляются двигатели и соединяющих все это дело кронштейнов. Закрепляем вышеперечисленные узлы. Элементы каркаса щедро облепляем виброизолом.
Получившуюся конструкцию крепим ЗА ФЛАНЕЦ в корпусе типа Bandpass через виброизолирующую прокладку.
Привод готов.
Теперь управление. Берем обычный усилитель с двуполярным питанием с двухтактным выходом на биполярных транзисторах с разомкнутой цепью ООС. Катушки электромагнитных муфт включаем последовательно с выходными транзисторами, одну с одним, другую с другим. Выход усилителя садим на землю. Теперь сначала включаем усилитель, потом раскручиваем двигатели (ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПУСКА ИМЕННО ТАКАЯ, НЕ НАОБОРОТ). Регулируем ток покоя – в нашей системе это выбор рабочей точки на кривой зависимости момента вращения, передаваемого муфтами, от тока через выходные транзисторы.
Из-за несимметрии плеч усилителя и неодинаковости муфт усилия, тянущие диффузор в противоположные стороны, вряд ли окажутся равными, и диффузор поползет. Тем регулятором усилителя, которым устанавливается ноль на выходе усилителя, ОСТАНАВЛИВАЕМ диффузор. Только останавливаем, возвращать в среднее положение его будет датчик положения через цепь ОС. Осталось завести цепь ЭМОС с датчика ускорения, расположенного на диффузоре (никакие мостовые схемы тут, понятное дело, не подойдут). Для защиты системы от механического повреждения в случае пробоя одного из выходных транзисторов поставить еще два датчика положения наподобие концевых выключателей. Можно подавать сигнал на вход усилителя.
Управление готово.
ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ.
Если у Вас возникло желание воскликнуть: «Это не будет работать!», прочитайте еще раз, потом попейте чаю (пива) и прочитайте еще раз. Если желание не исчезло, повторите процедуру с начала
))
НЕКОТОРЫЕ ПОЯСНЕНИЯ, вынесенные сюда из основного текста, чтобы не загромождать повествование и не затруднять восприятие идеи:
ПОРОШКОВЫЕ электромагнитные муфты – при малом токе управления могут передавать вращающий момент плавно, при большом – очень жестко. Точно не скажу, при каком токе, где-то 3-5 ампер при 12 вольтах, муфта от «Запорожца» передает с двигателя на коробку 30 л.с. при более чем достаточном для наших целей максимальном вращающем моменте. Не лязгает при срабатывании, имеет большой ресурс.
АСИНХРОННЫЕ двигатели имеют жесткую нагрузочную характеристику – при повышении нагрузочного момента до определенного разумного предела сохраняют частоту вращения. Впрочем, двигатели находятся вне петли ООС и от них мало что зависит, лишь бы хватало мощности. Шум от них невелик и из ящиков bandpass не будет слышен. Частота вращения, умноженная на длину окружности шкива, дает максимальную скорость, которую может развить диффузор, а значит – максимальную частоту. Максимальное ускорение, а значит и звуковое давление, зависит от массы ПОДВИЖНЫХ частей (диффузор, тросики, шкивы и связанные с ними полумуфты) – чем меньше, тем лучше; и от момента инерции ВРАЩАЮЩИХСЯ частей (роторов электродвигателей и тех полумуфт, которые связаны с валами) – чем больше, тем лучше.
Максимальное смещение диффузора зависит только от подвеса и запасов тросика на шкивах. Можно сделать хоть по 20 см в обе стороны.
ЦЕПЬ ООС по положению диффузора.
Коэффициент усиления этой цепи будет приблизительным аналогом добротности обычного динамика. Увеличивая этот коэффициент, можно увеличить «добротность» нашего динамика от нуля до почти бесконечности, т.е. до генерации. Основное отличие – генерация возникнет не на резонансной частоте, резонансной частоты как таковой у нашего динамика нет, а на частоте, максимально достижимой системой и зависящей в основном от произведения длины окружности шкивов на частоту вращения двигателей.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ.
Ну уж саб-то точно, а если удастся догнать максимальную частоту хотя бы до 100 гц, можно подумать и о НЧ-полосе основных колонок.
ДОСТОИНСТВА.
Очень большой и, главное, ЛИНЕЙНЫЙ ход диффузора.
КПД асинхронных двигателей, которые преобразуют электрическую энергию в механическую – 0,8.
Даже с учетом всех потерь на трение при дальнейшем использовании этой механической энергии получается здорово.
Акустическая мощность не ограничена мощностью схем управления.
Отсутствие механического резонанса и связанных с ним горба импеданса и падения отдачи на низших частотах.
Отсутствие отклика от динамика, попадающего через ООС на вход усилителя и портящего всем жизнь.
Катушки управления муфт представляют собой индуктивность в чистом виде и особых хлопот не принесут.
Тропа эта, как мне кажется, нехоженая. Лично мне не удалось нигде в инете найти описания аналогов. Все упоминания о моторных динамиках очень смутные, и не ясно, не идет ли речь о простых кривошипно-шатунных механизмах для имитации землетрясения.
LICENSE AGREEMENT:
Всякий, использующий эту идею в корыстных целях, выставляет автору пиво.
С уважением, А.П.
Идея моторного динамика.
Берем диск полуметрового (или метрового – все размеры даны очень ориентировочно, это не чертеж, а идея, все конкретные цифры подсказаны исключительно интуицией и здравым смыслом) диаметра. Материал – дюраль толщиной 1мм. Это основа будущего диффузора. Весь сверлим дырками диаметром миллиметров 10 для облегчения. По периметру приклеиваем резиновый S-образный в разрезе подвес, как у всех нормальных динамиков (как его сделать – отдельная песня). Через маленькое отверстие в центре диска пропускаем стальной тросик диаметром пару миллиметров и закрепляем на диске. Растягиваем перпендикулярно плоскости диска. Он будет таскать диффузор туда-сюда. Отмечаем на тросике с обеих сторон точки, отстоящие от диска на величину его радиуса. В этих точках закрепляем по пучку стальных струн, штук по 50. Закрепляем эти струны на диске в разных точках по периметру и по плоскости, как стропы парашюта, только с обеих сторон, чтобы равномерно распределить усилия таскания на всю плоскость диска. Прикладываем с двух сторон половинки формы, хотя бы два тазика, пропустив тросики в отверстия, просверленные с центрах тазиков. Запениваем внутри строительно-монтажной пеной, удерживая тросики натянутыми перпендикулярно плоскости диска. Удаляем форму. Получилсь этакая двояковыпуклая линза с жестким каркасом внутри, в котором бОльшая часть элементов (в идеале бы – все) работает на растяжение – у такой конструкции наилучшее соотношение веса и прочности.
Диффузор готов.
Теперь привод. Концы тросика закрепляем на шкивах диаметром миллиметров 100-200, и наматываем по паре витков. Шкивы через порошковые электромагнитные муфты (такие применялись на старых «Запорожцах» с ручным управлением) посажены на валы асинхронных электродвигателей мощностью 0,6-1 квт каждый, включенных так, чтобы вращались в противоположные стороны. Варим жесткий каркас, состоящий из кольца-фланца, в которое вклеивается резиновый подвес, двух площадок, на которых закрепляются двигатели и соединяющих все это дело кронштейнов. Закрепляем вышеперечисленные узлы. Элементы каркаса щедро облепляем виброизолом.
Получившуюся конструкцию крепим ЗА ФЛАНЕЦ в корпусе типа Bandpass через виброизолирующую прокладку.
Привод готов.
Теперь управление. Берем обычный усилитель с двуполярным питанием с двухтактным выходом на биполярных транзисторах с разомкнутой цепью ООС. Катушки электромагнитных муфт включаем последовательно с выходными транзисторами, одну с одним, другую с другим. Выход усилителя садим на землю. Теперь сначала включаем усилитель, потом раскручиваем двигатели (ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПУСКА ИМЕННО ТАКАЯ, НЕ НАОБОРОТ). Регулируем ток покоя – в нашей системе это выбор рабочей точки на кривой зависимости момента вращения, передаваемого муфтами, от тока через выходные транзисторы.
Из-за несимметрии плеч усилителя и неодинаковости муфт усилия, тянущие диффузор в противоположные стороны, вряд ли окажутся равными, и диффузор поползет. Тем регулятором усилителя, которым устанавливается ноль на выходе усилителя, ОСТАНАВЛИВАЕМ диффузор. Только останавливаем, возвращать в среднее положение его будет датчик положения через цепь ОС. Осталось завести цепь ЭМОС с датчика ускорения, расположенного на диффузоре (никакие мостовые схемы тут, понятное дело, не подойдут). Для защиты системы от механического повреждения в случае пробоя одного из выходных транзисторов поставить еще два датчика положения наподобие концевых выключателей. Можно подавать сигнал на вход усилителя.
Управление готово.
ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ.
Если у Вас возникло желание воскликнуть: «Это не будет работать!», прочитайте еще раз, потом попейте чаю (пива) и прочитайте еще раз. Если желание не исчезло, повторите процедуру с начала
))НЕКОТОРЫЕ ПОЯСНЕНИЯ, вынесенные сюда из основного текста, чтобы не загромождать повествование и не затруднять восприятие идеи:
ПОРОШКОВЫЕ электромагнитные муфты – при малом токе управления могут передавать вращающий момент плавно, при большом – очень жестко. Точно не скажу, при каком токе, где-то 3-5 ампер при 12 вольтах, муфта от «Запорожца» передает с двигателя на коробку 30 л.с. при более чем достаточном для наших целей максимальном вращающем моменте. Не лязгает при срабатывании, имеет большой ресурс.
АСИНХРОННЫЕ двигатели имеют жесткую нагрузочную характеристику – при повышении нагрузочного момента до определенного разумного предела сохраняют частоту вращения. Впрочем, двигатели находятся вне петли ООС и от них мало что зависит, лишь бы хватало мощности. Шум от них невелик и из ящиков bandpass не будет слышен. Частота вращения, умноженная на длину окружности шкива, дает максимальную скорость, которую может развить диффузор, а значит – максимальную частоту. Максимальное ускорение, а значит и звуковое давление, зависит от массы ПОДВИЖНЫХ частей (диффузор, тросики, шкивы и связанные с ними полумуфты) – чем меньше, тем лучше; и от момента инерции ВРАЩАЮЩИХСЯ частей (роторов электродвигателей и тех полумуфт, которые связаны с валами) – чем больше, тем лучше.
Максимальное смещение диффузора зависит только от подвеса и запасов тросика на шкивах. Можно сделать хоть по 20 см в обе стороны.
ЦЕПЬ ООС по положению диффузора.
Коэффициент усиления этой цепи будет приблизительным аналогом добротности обычного динамика. Увеличивая этот коэффициент, можно увеличить «добротность» нашего динамика от нуля до почти бесконечности, т.е. до генерации. Основное отличие – генерация возникнет не на резонансной частоте, резонансной частоты как таковой у нашего динамика нет, а на частоте, максимально достижимой системой и зависящей в основном от произведения длины окружности шкивов на частоту вращения двигателей.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ.
Ну уж саб-то точно, а если удастся догнать максимальную частоту хотя бы до 100 гц, можно подумать и о НЧ-полосе основных колонок.
ДОСТОИНСТВА.
Очень большой и, главное, ЛИНЕЙНЫЙ ход диффузора.
КПД асинхронных двигателей, которые преобразуют электрическую энергию в механическую – 0,8.
Даже с учетом всех потерь на трение при дальнейшем использовании этой механической энергии получается здорово.
Акустическая мощность не ограничена мощностью схем управления.
Отсутствие механического резонанса и связанных с ним горба импеданса и падения отдачи на низших частотах.
Отсутствие отклика от динамика, попадающего через ООС на вход усилителя и портящего всем жизнь.
Катушки управления муфт представляют собой индуктивность в чистом виде и особых хлопот не принесут.
Тропа эта, как мне кажется, нехоженая. Лично мне не удалось нигде в инете найти описания аналогов. Все упоминания о моторных динамиках очень смутные, и не ясно, не идет ли речь о простых кривошипно-шатунных механизмах для имитации землетрясения.
LICENSE AGREEMENT:
Всякий, использующий эту идею в корыстных целях, выставляет автору пиво.
С уважением, А.П.