스피커의 보이스 코일은 스피커의 전체적인 성능과 내구성을 결정짓는 중요한 부품이며 전기적 입력 신호에 의한 보이스 코일의 상하 운동으로 소리가 발생되고 이때 보이스 코일은 자체 전기저항에 의하여 열이 발생되어 보이스 코일과 주변 구성 요소들의 온도가 상승하게 된다. 특히 영구자석은 온도가 상승하면 자속밀도가 저하되는 특성을 가지며, 이로 인하여 스피커의 출력이 감퇴하고 내구성 저하 및 수명이 단축되는 문제가 발생된다. 이를 해결하기 위하여 스피커의 성능을 향상시키기 위하여 보이스 코일 및 영구자석의 온도 감소 및 영구자석의 자속밀도 개선이 필요하다. 따라서 본 연구는 ...
스피커의 보이스 코일은 스피커의 전체적인 성능과 내구성을 결정짓는 중요한 부품이며 전기적 입력 신호에 의한 보이스 코일의 상하 운동으로 소리가 발생되고 이때 보이스 코일은 자체 전기저항에 의하여 열이 발생되어 보이스 코일과 주변 구성 요소들의 온도가 상승하게 된다. 특히 영구자석은 온도가 상승하면 자속밀도가 저하되는 특성을 가지며, 이로 인하여 스피커의 출력이 감퇴하고 내구성 저하 및 수명이 단축되는 문제가 발생된다. 이를 해결하기 위하여 스피커의 성능을 향상시키기 위하여 보이스 코일 및 영구자석의 온도 감소 및 영구자석의 자속밀도 개선이 필요하다. 따라서 본 연구는 히트싱크 및 추가 자석의 적용에 따른 라인 어레이 스피커의 방열성능 및 음향 성능 개선 효과를 수치해석적으로 분석하였다. 2장에서는 우퍼 스피커의 온도특성과 히트싱크의 방열 성능을 예측하기 위하여 상용 프로그램 ANSYS ver 18.1 CFX를 이용하였고, 스피커의 음향 특성을 파악하기 위하여 ANSYS ver 18.1 Harmonic response을 사용하여 수치해석 하였고 실험적 연구 결과와 비교 검증하여 최대 3.85% 이내로 유사하게 예측할 수 있음을 보였다. 3장은 방열 효과 및 음압개선을 위하여 히트싱크 및 추가 자석 조합으로 다양한 우퍼 스피커 모델을 제안하였고, 네오디뮴 추가 자석과 히트싱크 조합한 우퍼 스피커의 영구자석 온도 및 최대 음압레벨이 기존 우퍼 스피커와 비교하여 각각 16.31% 및 3.45% 향상되어 최적 형상으로 선정하였다. 4장은 3장의 최적 우퍼 스피커 모델 적용한 라인 어레이 스피커의 방열 및 음향 성능을 분석하였고 온도특성은 8.2%, 최대 음압레벨은 3.16% 향상되었다. 결론적으로 방열장치와 부가 자석을 조합하여 적용할 경우 스피커의 보이스 코일 및 영구자석의 온도를 저하시켜 내구성 및 수명을 개선시킬 뿐만 아니라 음향 성능도 개선되었다.
스피커의 보이스 코일은 스피커의 전체적인 성능과 내구성을 결정짓는 중요한 부품이며 전기적 입력 신호에 의한 보이스 코일의 상하 운동으로 소리가 발생되고 이때 보이스 코일은 자체 전기저항에 의하여 열이 발생되어 보이스 코일과 주변 구성 요소들의 온도가 상승하게 된다. 특히 영구자석은 온도가 상승하면 자속밀도가 저하되는 특성을 가지며, 이로 인하여 스피커의 출력이 감퇴하고 내구성 저하 및 수명이 단축되는 문제가 발생된다. 이를 해결하기 위하여 스피커의 성능을 향상시키기 위하여 보이스 코일 및 영구자석의 온도 감소 및 영구자석의 자속밀도 개선이 필요하다. 따라서 본 연구는 히트싱크 및 추가 자석의 적용에 따른 라인 어레이 스피커의 방열성능 및 음향 성능 개선 효과를 수치해석적으로 분석하였다. 2장에서는 우퍼 스피커의 온도특성과 히트싱크의 방열 성능을 예측하기 위하여 상용 프로그램 ANSYS ver 18.1 CFX를 이용하였고, 스피커의 음향 특성을 파악하기 위하여 ANSYS ver 18.1 Harmonic response을 사용하여 수치해석 하였고 실험적 연구 결과와 비교 검증하여 최대 3.85% 이내로 유사하게 예측할 수 있음을 보였다. 3장은 방열 효과 및 음압개선을 위하여 히트싱크 및 추가 자석 조합으로 다양한 우퍼 스피커 모델을 제안하였고, 네오디뮴 추가 자석과 히트싱크 조합한 우퍼 스피커의 영구자석 온도 및 최대 음압레벨이 기존 우퍼 스피커와 비교하여 각각 16.31% 및 3.45% 향상되어 최적 형상으로 선정하였다. 4장은 3장의 최적 우퍼 스피커 모델 적용한 라인 어레이 스피커의 방열 및 음향 성능을 분석하였고 온도특성은 8.2%, 최대 음압레벨은 3.16% 향상되었다. 결론적으로 방열장치와 부가 자석을 조합하여 적용할 경우 스피커의 보이스 코일 및 영구자석의 온도를 저하시켜 내구성 및 수명을 개선시킬 뿐만 아니라 음향 성능도 개선되었다.
The voice coil of a speaker is an important part that determines the overall performance and durability of the speaker, and sound is generated by the up and down motion of the voice coil by the electrical input signal, where heat is generated by the self-contained electrical resistance, resulting in...
The voice coil of a speaker is an important part that determines the overall performance and durability of the speaker, and sound is generated by the up and down motion of the voice coil by the electrical input signal, where heat is generated by the self-contained electrical resistance, resulting in an increase in the temperature of the voice coil and surrounding components. In particular, permanent magnets have the characteristics of decreasing magnetic flux density as the temperature increases, which causes the output of the speakers to decrease, reduce durability, and shorten life span. To address this, it is necessary to reduce the temperature of the voice coil and permanent magnet and to improve the magnetic flux density of the permanent magnet in order to improve the speaker's performance. Therefore, this study experimentally and numerically analyzed the improvement in thermal and acoustic performance of line array speakers according to application of heatsinks and additional magnets. Chapter 2 showed that commercial program ANSYS ver 18.1 CFX was used to predict the temperature characteristics of the woofer speaker and the thermal performance of the heatsink, and that the ANSYS ver 18.1 Harmonic response was used to determine the acoustic characteristics of the speaker, and the results of the experimental study were verified within 3.85% error. Chapter 3 proposed various woofer speaker models as a combination of heat-sink and auxiliary magnets for thermal effect and sound pressure improvement, while the permanent magnet temperature and maximum sound pressure level of the woofer speaker combined with neodymium auxiliary magnets and heatsinks were improved by 16.31% and 3.45% respectively compared to the existing woofer speakers. Chapter 4 analysed the thermal and acoustic performance of line array speakers applied with the optimal woofer speaker model in Chapter 3, and improved the temperature characteristics by 8.2% and the maximum sound pressure level by 3.16%. In conclusion, it was confirmed that when the combination of heatsink and additional magnets was applied, the temperature of the voice coil and permanent magnet in the speaker were reduced to improve durability and lifespan, as well as improve the acoustic performance.
The voice coil of a speaker is an important part that determines the overall performance and durability of the speaker, and sound is generated by the up and down motion of the voice coil by the electrical input signal, where heat is generated by the self-contained electrical resistance, resulting in an increase in the temperature of the voice coil and surrounding components. In particular, permanent magnets have the characteristics of decreasing magnetic flux density as the temperature increases, which causes the output of the speakers to decrease, reduce durability, and shorten life span. To address this, it is necessary to reduce the temperature of the voice coil and permanent magnet and to improve the magnetic flux density of the permanent magnet in order to improve the speaker's performance. Therefore, this study experimentally and numerically analyzed the improvement in thermal and acoustic performance of line array speakers according to application of heatsinks and additional magnets. Chapter 2 showed that commercial program ANSYS ver 18.1 CFX was used to predict the temperature characteristics of the woofer speaker and the thermal performance of the heatsink, and that the ANSYS ver 18.1 Harmonic response was used to determine the acoustic characteristics of the speaker, and the results of the experimental study were verified within 3.85% error. Chapter 3 proposed various woofer speaker models as a combination of heat-sink and auxiliary magnets for thermal effect and sound pressure improvement, while the permanent magnet temperature and maximum sound pressure level of the woofer speaker combined with neodymium auxiliary magnets and heatsinks were improved by 16.31% and 3.45% respectively compared to the existing woofer speakers. Chapter 4 analysed the thermal and acoustic performance of line array speakers applied with the optimal woofer speaker model in Chapter 3, and improved the temperature characteristics by 8.2% and the maximum sound pressure level by 3.16%. In conclusion, it was confirmed that when the combination of heatsink and additional magnets was applied, the temperature of the voice coil and permanent magnet in the speaker were reduced to improve durability and lifespan, as well as improve the acoustic performance.
주제어
#Acoustic Additional Magnet Heatsink Line Array Speaker
학위논문 정보
저자
TONG VO NGUYEN
학위수여기관
동아대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
기계공학과
지도교수
김시범,이무연
발행연도
2020
총페이지
59 p.
키워드
Acoustic Additional Magnet Heatsink Line Array Speaker
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