Home / 黑膠類比 / [海老澤徹]模擬的宇宙 – 電唱頭馬達3
[海老澤徹]模擬的宇宙 – 電唱頭馬達3

[海老澤徹]模擬的宇宙 – 電唱頭馬達3

1948年美國CBS哥倫比亞發佈了LP唱片,宣告唱片新時代到來的同時也是模擬唱機最繁盛的時期。

對於1950年上半年在使用的每分鐘旋轉78轉SP唱片,LP唱片則是33·1/3轉以及LP唱片45轉,唱機總共需要滿足3種速度的要求,再加上當時傳言一時的16·2/3轉的LP唱片進伕到大家的視野中,推出4種速度的唱機,當然不用說唱機的驅動結構也進行了大規模的改變。

雖然如此,開發的16·2/3轉的唱片主要還是為了用在雪佛蘭汽車音響上,或者用在語音學習上,結果由於低速度的關係,唱片內周邊的聲槽線速度極限降低,已經不能用在Hi-Fi上了,所以僅作為限定量發售。

那麼這裡延續上期所約定的繼續聊一下關於電動馬達的話題。
在LP唱片時代初期登場之後的很長一段時間中,同步型馬達(感應馬達)非常活躍,這種同步馬達型的產品在1950年下半年作為家庭用電開發,交流電源的電壓為100V/50Hz,且頻率穩定稱為了穩定轉動的馬達。

同步型馬達

首先對同步型(感應馬達)馬達進行說明,這類型馬達是在電磁場的感應作用下發生旋轉力,由回旋器(轉子)和圍繞在它周圍的定子(定子、固定磁極)構成。

為了提高磁場功率,這裡的定子採用薄形硅鋼板疊加在一起,和變壓器的鐵芯(併接)構造相似。回旋器則使用的是電流容易通過的電阻低材料–比如銅或者鋁合金等組成籠子形狀,旋轉軸由360度單圈短路環圍成的結構非常不錯。

周圍都是這種定子回旋器佈局,可以為回旋器的旋轉提供磁力,但是連接這種狀態的交流電源(單相電源),定子轉力不能發生旋轉磁場。

讓回旋器產生旋轉磁場的方法有蔽極型和進相電容型。

.蔽極型

所謂的蔽(輔助)極型就是將磁極一部分的主要線圈和其他「蔽極(短路線圈)」繞在一起,使這部分磁束的相位比主磁極滯後,回旋器從而獲得旋轉力的類型。

這種方法如果詳細進行說明的話,首先相對定子的磁極有淺淺的裂縫,分別分成2分磁極,沿著磁極旋轉方向與之前的磁極單圈短路環(屏蔽線圈)繞起來,所以流動的交流電源主線圈被激磁,定與主磁極直接連接,和屏蔽線圈繞起來的屏蔽磁場構成2種定子。

之後根據定子(拼接)內流動的磁通量這兒的蔽極引發出電壓,這個線圈作為次級繞組變壓器進行工作,也就是說這個流動的次級繞組電流,比主線圈(一線繞組)流動的電流相位要來的相對滯後,相位的滯後,蔽極型馬達相反則利用回旋器的旋轉力也即是說相對位置上的主要磁極和屏蔽磁極之間進行相互磁通量的流動,產生回旋器的旋轉力。


採用感應馬達的Garrard Model 301

horens TD124同樣採用感應馬達

蔽極型馬達為了能夠廣泛使用構造十分簡單,由於是很難獲得的旋轉磁場漏磁通量有很多,並且有很大的震動,問題諸多。但是這種問題無論多少都是很難避免的問題。

馬達的配置和安裝方法通過制定有一些防震措施,作為唱機馬達都在實用範圍內,從LP初期到現在這種類型的唱機馬達活躍至今就是很一個很好的證明。

.進相電容型

這種是根據電容的90度交流相位性質獲得馬達旋轉力的一種類型,但是使用這種單相電源感應馬達的場合一般是在三相電源的情況下才實用的,一般不會用到進相電容,為什麼呢,三相電源本來是120度相應的波形。

那麼這種進相電容型馬達中交流電源的電流直接流到主線圈,進相電容串聯連接輔助線圈構成這種類型,也就是說,之前的蔽極型線圈可以替換成進相電容,於是這種輔助線圈流動的電流對於主線圈流動的電流來說相位變成90度,以便回旋器發生旋轉,然而從之前蔽極獲得的旋轉磁場形態相當淩亂,為此有一個缺陷是獲得的扭矩不是很充足,隨著負苛變化產生的旋轉數變化也很大,相對的這種進相電容型所獲得的旋轉磁場完全不是圓形的而是橢圓形的旋轉磁場,由於橢圓形變十分平滑,獲得的旋轉力也非常平滑。
另外感應馬達的旋轉磁場和回旋器有相同的旋轉數(同步轉速),根據楞次定律(根據電磁感應產生感應電流,抑制電路內磁通量變化的流動方向)失去力量,回旋器比同步旋轉數要低一些轉速,同步速度或者與之接近範圍的零負苛又或者是輕負苛的時候旋轉不穩定容易失去扭矩,為此一定要時常強制加入一些機制是有必要的。

同步馬達

這是根據電源頻率數同步(Synchronous)旋轉的情況來命名的馬達,這種馬達從工作上分為擬同步馬達和單向磁滯同步馬達。
.擬同步馬達

這類馬達很難去除回旋器的磁力,類似擁有較強抗磁力的鐵酸鋇磁鐵,與之前所說的感應馬達框型回旋器組合在一起的結構,相對的定子採用的是與蔽極型又或者是進相電容型相同的同步馬達。
框型回旋器從轉動開始到同步旋轉速度有助於獲得加速扭矩,之後同步旋轉失去扭矩代替了框型回旋器,永久磁鐵的回旋器把定子的旋轉磁場鎖定,有助於牢牢鎖定扭矩。就像活躍在近代電子電路的PLL(鎖相環)馬達一樣。

總而言之,感應馬達的優點就是能夠充分利用馬達,命名為擬同步馬達是好是壞還不是很清楚,它有另外一個名字叫做半同步馬達。
.單向磁滯同步馬達
這裡的「單向磁滯」就是從使用永久磁鐵的回旋器那裡根據以往特點引用的名稱,通過這個名字這裡的馬達回旋器作為鋁合金等非磁性鐵芯,磁滯並沒有那麼大,而是擁有適度的抗磁力(矯頑力),加入高溫燒制的維卡釩鐵鈷磁性合金鋼鐵,帶狀永久磁鐵被覆蓋所形成的結構。

這種適度的單向磁滯特點就是定子構成交流旋轉磁場+根據以往歷史反復進行高速反彈和吸附的工作從啟動到同步旋轉平滑的進行移動,在小型交流馬達中可以獲得最安靜穩定的旋轉

使用永久磁鐵的回旋器其單向磁滯最大的特徵就是有像鐵氧體磁鐵一樣抗磁力(矯頑力)的大磁鐵,當定子的磁場不足時沒有達到單向磁滯工作啟動時不得不借用感應馬達的力量



來源:STEREO SOUND(中文版)194期  海老澤徹

 <script async src=”//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js”></script>
<!– BLOG bottom –>
<ins class=”adsbygoogle”
     style=”display:inline-block;width:728px;height:90px”
     data-ad-client=”ca-pub-6126084974555651″
     data-ad-slot=”2881986129″></ins>
<script>
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
</script>

About HK68

Scroll To Top