Weiß jemand, wie man die Spitzenkraft einer Schwingspule berechnet, so wie sie bei Tauchspulenmotoren (Voice Coil Actuator) angegeben wird?
Hintergrund: ich aktiviere gerade mein federgelagertes Podest und habe das testweise mit einem umgerüstete 12"-Tieftöner ausprobiert. Das klappt wunderbar und der reicht im Grunde von der Kraft her aus. Nun suche ich nach einem Tauchspulenmotor, da der resistenter gegen Scherkräfte ist (hoffe ich zumindest). Die Preise variieren aber zwischen 50 € und >1000 €. Daher würde ich gerne wissen, welche Spitzenkraft mein jetziger Treiber (JBL CS1214) erzeugt, damit ich weiß, wie viel Kraft ich benötige. Ich wäre für jede Hilfe dankbar!
Moin Nils,
die Treiberkonstante BxL sagt ja "wieviel Newton pro Ampere"......jetzt ist die Frage wieviel Ampere die Spule verträgt.
:prost:
10Tm machen bei 1A 10N
Die Kraft die die Schwingspule ausüben kann ist ein Produkt aus BL und dem Spulenstrom i, also ist
F=BL*i
Die Frage ist also was der Maximale Strom ist den du da durchjagen kannst. Der JBL ist mit 4 Ohm und 250W RMS angegeben, wann wir P = R*i^2 nach i umstellen bekommen wir:
i = root(P/R)
Mit unseren Zahlen kommen wir auf ein i von 7.9 A. Mit unserer Gleichung von oben und dem BL könnte man nun die Kraft berechnen, ich finde aber keine TSP zu dem Treiber. Wenn wir jetzt einfach mal einen BL von 10 annehmen kommen wir auf knapp 79 N,irgendwo in der Richtung wird sich das bewegen*.
*Das geht natürlich alles von statischen Werten aus und ignoriert die Abhängigkeit der Parameter von der Auslenkung etc.
Edit: Ich hätte mal die Vorschau benutzen sollen. Fosti war schneller =)
Meine Nachbarn hören auch Metal, ob sie wollen, oder nicht \m/
Falls es jemanden interessiert, die Versuchsanordnung sieht im Moment so aus. Das Podest ist auf bedämpften Stahlfederisolatoren gelagert und hat seine Resonanzfrequenz bei ca. 12 Hz (mit Personen drauf).
[ATTACH=CONFIG]58066[/ATTACH]
Der Treiber ist auf dem festen Teil (mit dem Fundament verschraubt) und die Schwingspule ist mit dem federgelagerten Podest verbunden:
[ATTACH=CONFIG]58067[/ATTACH]
[ATTACH=CONFIG]58068[/ATTACH]
Die Anregung funktioniert wirklich gut und ist sehr direkt. Jetzt fehlt eben nur noch ein vernünftiger Motor, der gegen Scherkräfte weitestgehend gefeilt ist. Die Schwingspule mit ihrem schmalen Luftspalt neigt da schnell zum Kratzen.
Ich bin nicht der Treiber Experte(und evtl. verstehe ich das Problem auch falsch), aber wären Führungen nicht eine bessere Alternative zu einem "scherfesten" Motor?
EMP schrieb:Ich bin nicht der Treiber Experte(und evtl. verstehe ich das Problem auch falsch), aber wären Führungen nicht eine bessere Alternative zu einem "scherfesten" Motor?
Nur für mein Verständnis und bevor wir aneinander vorbei reden: Das Problem ist, dass das Podest schwankt (vorne/hinten oder rechts/links) und deswegen die Schwingspule an den Magnet drückt (was zu kratzen führt wenn die auf/ab Bewegung durchgeführt wird)?
Da gibt es ein Excel-Sheet, mit dem man die Kraft der Membran berechnen kann. Und da die Membran direkt an der Schwingspule hängt, müsste das die gleiche Kraft sein.
Nils, ich würde an etwas mit Blattfedern arbeiten.....die sind unempfindlicher als Sicken und Zentriermembranen was Scherkräfte angeht.....und wenn es um Kraft geht ist der Tauchspulantrieb auch nicht der effizienteste ......ich habe einige EI-Kerne zersägt.....da gibt es mehr Wums....
EMP schrieb:Nur für mein Verständnis und bevor wir aneinander vorbei reden: Das Problem ist, dass das Podest schwankt (vorne/hinten oder rechts/links) und deswegen die Schwingspule an den Magnet drückt (was zu kratzen führt wenn die auf/ab Bewegung durchgeführt wird)?
Genau, das kann vor allem passieren, wenn man auf das Podest steigt. Das ist nicht viel, da die Federn recht steift sind. Aber so viel Spiel hat die Spule ja auch nicht.
Da gibt es ein Excel-Sheet, mit dem man die Kraft der Membran berechnen kann. Und da die Membran direkt an der Schwingspule hängt, müsste das die gleiche Kraft sein.
Danke, schaue ich mir mal an.
Franky schrieb:Powersoft hat da interessante Produkte im Angebot
Ist mir bekannt. Nur leider kostet ein Exemplar ca. 800 €. Von den Eigenschaften her ist das genau das, was ich suche. Mich wurmt es nur etwas, dass man einen ausreichenden Effekt schon mit einem 50-€-Treiber hinbekommt...
Wir haben im Heimkinoverein einen Thread zu dem Thema. Da wird der auch diskutiert.
fosti schrieb:Nils, ich würde an etwas mit Blattfedern arbeiten.....die sind unempfindlicher als Sicken und Zentriermembranen was Scherkräfte angeht.....und wenn es um Kraft geht ist der Tauchspulantrieb auch nicht der effizienteste ......ich habe einige EI-Kerne zersägt.....da gibt es mehr Wums....
Klingt interessant.
Eine andere Antriebsalternative benutzen übrigens die Earthquake-Shaker. Das sind Moving-Magnet-Aktuatoren. Die könnte man sich wahrscheinlich auch relativ einfach selbst bauen. Kraft haben die sicherlich genug. Oder man nimmt einen fertigen und klebt eine Stange an die Schwungmasse und verbindet die mit dem Podest.
Ansonsten hatte ich auch die Idee, bei einem Treiber eine nichtmagnetische Führungsstange durch den Polkern zu schieben und dann hinter dem Magnet die Kraft abzugreifen. Die Stange könnte man dort zentrieren und auf der anderen Seite über ein Blech, das über den Korb geschraubt wird. Das sollte die Schwingspule in Position halten. Das Blöde ist nur, dass so ein Treiber mit Korb relativ groß ist. Das hintere Podest ist zu niedrig, als dass ich da noch Löcher ins Fundament bohren könnte. Daher wäre mir ein kleiner Antrieb lieber. Den kann ich leichter unterbringen.
02.01.2021, 20:54 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 02.01.2021, 21:00 von EMP.)
Wäre nicht die einfachste Lösung den Treiber am Boden und am Podest mit einem Kugelgelenk zu montieren? Solange die gut geschmiert sind, sollte der Treiber eigentlich keine Biegebelastung (was glaube ich eher der Fall ist, viel Scherung dürfe da nicht dabei sein) mehr abbekommen.
EMP schrieb:Wäre nicht die einfachste Lösung den Treiber am Boden und am Podest mit einem Kugelgelenk zu montieren? Solange die gut geschmiert sind, sollte der Treiber eigentlich keine Biegebelastung (was glaube ich eher der Fall ist, viel Scherung dürfe da nicht dabei sein) mehr abbekommen.
Gute Idee!
Spatz schrieb:Oder vielleicht mehrere kleinere Treiber nehmen?
Das hatte ich sowieso vor. Ich denke 2 - 4 Treiber wären mehr als genug. Aber selbst die kleinen sind mit ihrem Korb groß im Vergleich zu den Direktantrieben...
So, ich habe mal mit einem Multimeter Spannung und Strom am Treiber gemessen bei den Auslenkungen, die für mich mehr als ausreichen. Das Maximum war bei 20 Hz mit 3,4 A an 15 V (51 W) und darunter wird es durch die Resonanzfrequenz weniger. Bei 30 Hz sitzt ein Tiefpass.
Das heißt, ich komme gerade mal auf knapp 50 N. Unglaublich, dass so wenig schon ausreicht. Das macht die Dimensionierung relativ kostengünstig. Danke noch mal an alle!
