2013/07/17發表,已被閱讀 66,296 分類:原廠故事
磁力引擎學問多多 2013Elac原廠專訪特輯

關於Elac的音圈表過,接下來我們要看更多關於單體設計的細節。動圈式單體的工作原理,由磁力變化推動音圈,音圈驅動振膜,產生聲波。最適當的音圈材料選擇好了,接下來就是磁力引擎的選擇,然後再把振膜、彈波等等元件,與單體框體結合。

加磁機器附近掛了一個警告標示,有裝人功心律調節器者不能接近

傳統鐵粉蕊與釹磁鐵的差異

動圈單體的磁力引擎,其實就是磁鐵,絕大多數喇叭單體使用的磁鐵材料是鐵粉芯,因為加工容易,成本也合宜。可是鐵粉芯磁鐵的磁束密度和體積有關,如果需要較強的磁力,鐵粉芯磁鐵的體積與重量也會增加。如果想要很強的磁束,但又希望磁鐵體積夠小,那就需要使用釹磁鐵,當然,釹磁鐵的成本高了很多,應用上也有其限制,且讓我們跟著Elac廠長Thomas的腳步,細說分明關於Elac的磁力引擎。

在磁鐵的選擇上,我們有鐵粉芯與釹磁鐵兩種可以選,但設計喇叭的時候應該使用哪一種磁鐵引擎,其實和喇叭的體積比例與目標價格有關。鐵粉芯成本合宜,大部份Elac喇叭使用的是鐵粉芯磁鐵,這是走實用路線的設計,可以設計出價格相對平價,但性能依然很好的喇叭。可是如果要設計高性能的書架型喇叭,因為喇叭箱體較小,Thomas說這時候就必須使用高磁力的釹磁鐵,成本也跟著提高。還有,Elac這些年設計出使用強力釹磁鐵的低音單體,成本當然高,所以只有高階系列的Elac喇叭用得起釹磁鐵低音單體。

圖為Elac專門為釹磁鐵加磁的機器,廠長Tomas正在示範如何為釹磁鐵加磁

不管是鐵粉芯或釹磁鐵引擎,在組裝成單體之前,都沒有磁力,要到單體組裝完成之後,纔會進行加磁。怎麼加磁?靠機器「通電」。Elac工廠裡有兩部加磁機器,比較小的一部是傳統鐵粉芯磁鐵加磁,大型加磁機專門為釹磁鐵設計。

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釹磁鐵擁有小體積大磁力的秘密

為什麼需要兩部加磁機?Thomas說為鐵粉芯加磁,需要300V左右,充磁不到一秒鐘的時間就可完成,而且達到鐵粉芯磁鐵的最高飽和點。當鐵粉芯磁鐵充磁飽和之後,即便重複充磁,也不能提高鐵粉芯的磁充量。所以鐵粉芯磁鐵的加磁速度快、耗能(只需300V)較低,成本相對比較低。

想要分開兩塊充飽磁力的釹磁鐵,再怎麼用力也無法分開兩塊磁鐵。要側邊滑開才行
可是釹磁鐵不一樣,Thomas指著旁邊一部身高比人還高的機器,那就是釹磁鐵加磁的機器,Thomas親自為我們示範如何為釹磁鐵充磁。他拿出一塊小小的釹磁鐵,和傳統鐵粉芯比對,他說這兩塊磁鐵體積相差十倍以上,可是經過充磁之後,兩者的磁充量一模一樣,而那塊方形的釹磁鐵,就用在JET單體上。

好,前面說傳統鐵粉芯磁鐵只需要300V就可以完全充飽磁力,可是釹磁鐵需要多少呢?答案是2800V。Thomas打開機器,第一次用500V為釹磁鐵充磁,幾秒鐘完成充磁後拿出來,釹磁鐵居然一點事都沒有,根本沒有充入磁力,可見500V充磁對釹磁鐵起不了任何作用。然後Thomas加壓至1000V再試一次,這次好一些,釹磁鐵確實有磁力了,但實際上衝進去的磁力還沒飽。第三次Thomas加壓至2800V,這次終於充飽了,Thomas拿出示範的兩塊樣本,把兩塊充飽磁力的釹磁鐵吸在一起,請我們試著把兩塊磁鐵分開。行嗎?很抱歉除非從側邊滑開,否則要徒手扳開兩塊吸在一起的釹磁鐵,手指恐怕會受傷,您就知道釹磁鐵的磁力有多強了。

充飽磁力的釹磁鐵,就算隔著「厚實的肉墊」還是能夠互相吸住

接著Thomas指著一張圖表,那是釹磁鐵原料的分布,他說釹磁鐵的產量全世界中國第一,其次是印度與巴西,不過釹磁鐵的原料保存非常不容易,生鏽速度極快,一旦接觸空氣,馬上氧化,所以開採之後必須立刻加上防鏽層。Thomas表示,一般簡單的做法是噴上防鏽材料,但Elac認為這樣的做法不夠周延,很可能因為磨損造成釹磁鐵暴露在空氣中,造成氧化,所以Elac採購的是鍍鎳版本,而且要求鍍鎳的厚度增加,這樣就不怕磨損,也才能經久耐用。

廠長Tomas解說世界釹磁鐵產量分布圖,以及釹磁鐵的優點與缺點


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Elac低音單體與釹磁鐵的搭配

雖然釹磁鐵體積小、磁束密度大,但是應用在製作單體時有一項特性比較不利,就是對溫度相對敏感,當溫度超過90度以上時,磁力就會跟著下降,所以絕大部份釹磁鐵都應用在高音單體上面,卻很少用在低音單體,因為高音單體發熱較少,工作溫度不會影響釹磁鐵的磁力。可是Elac確實在高階喇叭上面的低音單體使用釹磁鐵引擎啊?難道他們不怕高溫降低釹磁鐵的磁力?答案是訂購更貴的材料,Thomas說Elac所訂購的釹磁鐵,耐溫規格為170~180度,所以您可以瞭解為什麼Elac可以把釹磁鐵用在低音單體上面了。

釹磁鐵的剖面圖:釹磁鐵的特性是體積小、磁束密度大

還有,在某些Elac低音單體上,磁鐵引擎中心還有鋁環設計,Thomas解釋磁鐵引擎內部增加鋁環,是因為他們在低音單體的音壓測試中,發現大約在200Hz左右會產生若干失真,而在磁鐵引擎當中加入鋁環,利用適當的電磁損耗,可以消除200Hz頻段的失真。Thomas說鋁環只用在低音單體上面,目前Elac 400系列喇叭的低音單體使用這項新設計。

在某些Elac低音單體上,磁鐵引擎中心還有鋁環設計,Thomas解釋磁鐵引擎內部增加鋁環,是因為他們在低音單體的音壓測試中,發現大約在200Hz左右會產生若干失真,而在磁鐵引擎當中加入鋁環,利用適當的電磁損耗,可以消除200Hz頻段的失真

光是簡單的磁鐵,Elac就有這麼多故事,廠長Thomas細說家常,每一件事他都了然於心。是啊,這是Elac另一項成功的祕密,Thomas二十多歲就在Elac工作,在這家公司渡過人生大半以上的歲月,公司裡面還有許多人,有著和Thomas類似的故事。我們從Thomas的敘述當中,聽到的或許是Elac如何專注在喇叭設計與製造,可是穩定、認真、向心力高的員工,則是Elac另一個成功的關鍵。

走訪Elac工廠的過程,和員工親切的接觸,就算有時候英文不怎麼通,員工專注在工作上的態度,那是很容易感受到的。我前面講的都是生冷堅硬的技術,但是這些技術卻是由一雙雙溫熱的手組合而成,就是這群人把喇叭的技術,轉化為消費者手上「發聲的居家藝術品」,您感受到Elac喇叭蘊藏的溫暖手感了嗎?

廠商資訊

進口總代理:仩益
電話:02-2826-5656
網址:www.elac.com/en

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