磁力引擎學問多多

2013/07/17發表，已被閱讀 111,338 次	分類：原廠故事

文‧郭漢丞圖‧郭漢丞/Elac

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。

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

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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