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以能量传输为目地的电学及其应用技术。包括电气工程,高电压技术,电力电子以及特斯拉线圈这样的专门爱好。

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磁阻加速器的制作过程很有戏剧性,本人电路知识就是高中物理课堂学到的。最初只是想做一个离子打火机,网上查资料买元件,很简单的电路我都连不上,补了补知识,结果发现ZVS比离子打火机好玩,开始做ZVS,感觉好难,最后还是完工了。晒一下粗糙的做工:(附件:266140) (附件:266139) 做完之后又发现有人用ZVS给电容充电做加速器,于是又补脑,决定自己也做一个。于是很喜欢看(附件:266141) 自己开始买铜线绕线圈、刷绝缘漆(附件:266131) (附件:266128) 304不锈钢管打孔8个(3mm),组装线圈(8个)(附件:266133) 焊装电容450V1000UF8个、可控硅TPS16(7个)、充电线路(高压硅胶线+8个fr207)连接(附件:266137) 组装电容、线圈、加速管(附件:266134)(附件:266126) (附件:266129) 为了使加速器方便移动和布局优化,于是把所有元件固定到一把玩具木仓上了,希望不要被河蟹了,(附件:266132) 加速弹丸为了便宜,直接某宝,4mm*35mm定位销(附件:266138) 一米距离410V试速(附件:266136) 感觉不稳定,5000转/分电机稳定装置(附件:265945) (附件:265947) (附件:265946) 效果不是很理想。由于被领导(家里的领导)禁止做此方面的制作,所以把加速器拆了。这个

“一种特殊情况下磁阻式电磁炮的效率极限”提到了一种特殊的加速方式,以及一种神奇的磁场。但是,当时没有对那种神奇的磁场进行详细讨论。本帖将重点介绍那种神奇的磁场在磁阻式电磁炮上的应用。为了提高逼格,将基于这种神奇的磁场的磁阻式加速方案称为 “磁阻式电磁炮的脉波加速方案” ,或简称为“脉波方案”。接下来将首先明确定义脉波方案,并进行粗略介绍;之后将详细介绍它的优势,最后将提出脉波方案的一种低成本的工程实现——矩阵开关,一个可以用20个开关控制100级的方案。     使用脉波方案制作的磁阻式有望接近“一种特殊情况下磁阻式电磁炮的效率极限”中所提到的效率极限。 即5mm弹丸52cm加速至100m/s时,48%的效率极限。或者相似的,50cm加速至200m/s时,31%的效率极限。 PS:本贴共有5000+字,请耐心阅读。本帖包含不少动图,打开本文应该会消耗十几M流量。 脉波加速方案 脉波方案的特点是:通过特定的线圈排布和导通时序,使磁场的函数近似为一个脉波。(关于脉波的定义见贴末附录) 这个特点通常表现为:以磁场中心为参考系,磁场的各种属性(强度、与空间分布)近似恒定不变;磁场与弹丸保持相对静止;磁场中心始终领先弹丸一段固定的距离。 为了近似出一个磁脉波,同时保

实验发现,普通弹丸在不带自旋的情况下发射,会在空中翻滚。 (附件:279811)翻滚导致弹丸横着着靶 翻滚会增加空气阻力,降低精度和穿透力。为了避免这些不利影响,通常的做法有:使用球形弹丸,使用气动稳定的弹丸(比如某些内螺纹圆柱销),以及使用自旋稳定的弹丸。其中,自旋稳定是,通过高速旋转产生陀螺效应,稳定弹丸,使弹丸始终指向其前进方向。 相比于气动稳定,自旋稳定的好处主要在于阻力小,稳定性好以及弹丸成本低。比如普通圆柱销或者方键,其价格按重量算基本等于钢材的价格。而气动稳定的内螺纹圆柱销,价格则是钢材价格的数倍。使用尾翼的气动稳定同样有较高的加工和装配成本。 自旋稳定对于转速的要求,比通常所认为的要高得多 比如曾有人尝试,使用标称5000rpm的电机对4mm*35mm的圆柱形弹丸进行预旋。不过并没有成功稳定弹丸: https://kechuang.org/t/80288 也有人尝试在弹丸上斜向开槽,使弹丸在气流的作用下产生旋转。不过同样没有成功稳定弹丸: https://tieba.baidu.com/p/5095683672 (另外,貌似独头霰弹也并不是靠气流使弹丸旋转来稳定弹丸,而是使用了气动稳定) 关于究竟多大的转速可以使弹丸稳定,有一些经验公式可以参考。比如Miller t

由于之前自制的三级光电控制的可关断小磁阻炮取得了一些出乎意料的成果(无能量回收情况下,在仅三级,电容组330v电压下7g弹丸初速达到了近50m/s,假设电容组全部放电到0v效率依然达到了9.8%)遂发出此帖向大家介绍一些我走过的弯路和得到的经验。   过去的几个月中,我一直在尝试制作并优化IGBT可关断式磁阻炮的控制电路,取得了不小的成果,我也会在文中附上前几周制作三级小磁阻的过程供大家参考,并分享一些性能优秀的元件。 1.关于可关断式磁阻炮相对于传统无关断的优势(高手可跳过):避免了弹丸飞出线圈后电容组的储能仍被线圈和开关以产热消耗,减少了能量浪费并一定程度上减小了反拉,还可以使电容组有一定余电,这有利于连发。 2.关于高压电容充电器设计的一些问题:在这门炮上我使用了它激推挽式升压,电路是根据 @金坷居士 的逆变器前级稍微修改而成(请各位不要模仿,我会在后面说明原因)。在询问金坷居士本人后我得知这个电路没有电流环,不适合为电容充电,但我依然决定用它来为这门炮的330v 共1620uF的电容组充电,这是第一个设计上的失误。而另一个失误则是出于体积考虑,我没有在高压输出端做任何限流措施,这就相当于两个内阻极小的电压源,一个接近

用数字方法实现反馈环路好处很多,比如可以通过串口控制,可以实现自定义的伏安特性曲线……简而言之,可以在不修改硬件的情况下改变电源的特性。 为了降低难度,我选择从最简单的Buck拓扑开始。 (附件:255519) 电压与电流信号由运放送往MCU内置ADC,采集后经过PID算法生成一定占空比的PWM信号,通过场效应管驱动器驱动输出场效应管。 因为这个电源的功率比较大,同时可能经常要工作在恒流模式,所以我没有使用电压模式控制,而是选择用电流模式控制,也就是通过调节占空比控制电感电流,通过调节电流实现控制输出电压,而不是通过调节占空比直接试图控制输出电压。这样我们就可以使用很大的输出电容,可以使用低ESR的输出电容,而不必费尽心思设计补偿网络。 这里电感电流的采集非常关键,直接影响恒流精度。因为工作在连续电流模式的电感的电流波形是有直流偏置的三角波,我用一个带有直流偏置的三角波电压源模拟采样电阻上的压降信号。设采样到纹波信号0.02V,放大21倍,开关频率为50kHz; (附件:255521) (附件:255522) 红线代表原始的电流信号。要想直接采集一个周期内的平均电流(而不使用低通滤波器),就要在电流波形上升段或者下降段的中点采样。如果采样的时机不对,采集到的电流就

  弹丸的姿态稳定是磁阻炮实用化道路上的一座大山,姿态不稳定带来的问题主要是弹道终点的比动能不稳定,从而导致命中效果不稳定。   而磁阻炮对弹丸的要求比较高,譬如要有圆柱体的铁磁材料、弹丸结构对光电触发位置的影响、量产化要求,所以想找出完美的方案很难,只能折中选择。   在此重新整理几个弹丸稳定方案,留作参考讨论,在本人的连载贴最近更新中也会有相关叙述,准备确定下一代改型的弹丸方案。 注:楼主只是整理分析,没说是自己原创。    一、气动稳定类   气动稳定可分为有翼稳定和无翼稳定两种, 无论哪种稳定实质上都是使弹丸的重心位于气动压心之前 (相对于弹丸运动方向)   譬如隔壁火箭版除了尾翼稳定外,也有像窜天猴那样后面插个棍子稳定的。   先说说更加实用的无翼稳定,大致思路是在铁磁材料主体后面连接密度小的材料,从而使气动压心后移。 个人倾向于用透明或不透明的薄壁塑料来达到效果,以下几张示意图中红色是铁磁材料,绿色为塑料管 (附件:260821) 实际上铁磁材料和塑料之间直接连接比较困难,这两种更实用一些。 (附件:260826)(附件:260825) 后者在某宝上能买到对应的标准件,关键字:定位销、螺纹 螺纹的主要意义是让胶水渗透

众所周知,特斯拉线圈是目前除Marx发生器之外。最有效产生高压电弧的科学实验设备。 特斯拉线圈的放电模式也一直是爱好者们关注的话题。 今天Black就和大家聊一聊形形色色的电弧,和电弧的产生原理。 我们都知道特斯拉线圈在不同的条件下会表现出形态各异的电弧形状,如下几张图~ (附件:266978) 本图来自本人于2012年11月完成的一台SSTC,它运行在安静的CW模式。首发科创论坛。 这种电弧形态看起来类似一团毛茸茸的球,多见于一些无灭弧运行的SSTC中。 特点是能量集中,温度较高,能够点燃木材纸张等易燃物。 (附件:266972) 本图来自本人于2012年11月完成的一台DRSSTC。运行电流为360A,Ontime120uS。首发科创论坛。 而这种电弧看起来颜色较亮,且成簇状分布。它来自于一些高脉宽,高BPS的DRSSTC。 特点是电弧较长,往往声音响亮,能够达到0.5~1.2m的长度。 (附件:266973) 本图来自本人于2012年11月完成的同台DRSSTC。运行电流为420A,Ontime60uS。首发科创论坛。 而上图这种电弧来自于同一台DRSSTC,而仅仅是改变了灭弧信号的形态。 那么为什么同样的TC却能够产生截然不同的电弧形态呢? 众所周知,特斯拉线圈的原理为间歇工作松散耦合谐振变压器。这个名词可能有点难以理解。 那么我们就换一种说法,其实特斯拉线圈可以类比为一个

本来大过年的,高高兴兴,有些事我想等年后再和大家讲的。 无奈就是有些人,喜欢针对我的帖子反复攻击,歪曲事实还沾沾自喜。 本着对国内高压爱好者负责认真的态度,我来讲讲一些不为人知的内幕。 ———————————————起因——————————————————— 先就事论事对这个帖子吧:传送门: http://tieba.baidu.com/p/4956948318 有兴趣的各位可以进帖子看一看。帖子备份防吞:(附件:272997)撰帖人心态不予置评,可通篇语句都是这么几句 “这样的说法我无法理解。。” “神棍的世界我们不懂。。” 暴露了典型中二小学生文风,我只想吐槽,ID号叫“特斯拉吧务”并不能代表所有爱好者的智商水平,谢谢。 你自己不懂就要虚心问,我写科普帖从来向你这样山猫神教的人收过一分钱吗? ————————————————理论1————————————————— 你口口声声说自己掌握了真相,让我来告诉大家什么是真相!!! (附件:272998) 1:Z因子只会影响谐振电流的上升率,而并不会影响峰值电流的大小。 大学电路分析基础告诉我们,LCR串联谐振回路的复阻抗在不考虑电磁波发射的情况下。谐振回路中电容与电感复阻抗相互抵消。 而阻抗是等

这个是一系列贴子中的第一个,不全写完再一起发出来是因为,开始写之后发现,这种东西比我预期的难写得多……所以打算分几批发出来。(主要是为了避免费了好大劲全写出来结果没人看的尴尬) 引用请注明出处,转载或其他用途请先征得本人同意。 本文的主要目的是,介绍传统单人便携动能武器(或简称“武器”)的性能,以及通过介绍其性能,为电磁枪的发展提供一个性能上的参考。本系列主要通过初速,动能,射速,精度,杀伤力,隐蔽性,便携性对武器的发射性能进行描述。除此之外,还会提到诸如效率,成本,可靠性,耐候性等参数,以描述武器其他方面的性能。受篇幅限制,特别常见的内容可能会略去。 火药枪 火药枪是目前应用最广泛,发展最成熟的武器。实用的火药枪大约出现于15世纪(滑膛火绳枪)。之后先后出现了带膛线的枪管(解决精度问题);燧发枪(更容易操作,统治了枪械界长达两个世纪)。下面这篇文献,对这一时期的十余种枪的发射性能进行了测试。(附件:279211)测试得到的数据如下 表1. 早期火药枪的弹道性能 (附件:279224) 表2. 早期火药枪的穿深,射程,散布和命中率 (附件:279225) 从以上数据可以看出,早期火绳枪和燧发枪的初速普遍超过音速。有趣的是,由于口径大,弹丸重,这些早期步枪的枪口动

相变散热是利用物质在相转变过程中的吸热来减少目标温升的一种散热方式。例如,邮寄生鲜时在保温箱中放入冰块,以使温度保持在零度左右(当然,本贴不是介绍在电磁枪里塞冰块来降温的)。常见的“相转变过程”有固-液(熔化),液-气(气化),固-固(晶形变化)。 常见的适合用于电磁枪散热的相变材料中,固-液相变的例如石蜡、三水合醋酸钠 、低熔点合金;液-气相变的例如水;固-固相变的例如新戊二醇,改性的聚乙二醇等。由于液-气相变不可重复使用,故之后不讨论这种情况。 电磁枪由于其效率较低(普遍低于10%),在连续发射时,系统产热约等于耗电功率。目前有连发能力的电磁枪,其耗电功率普遍在百W量级,大约相当于一个迷你版的小太阳。 (附件:280433)上图中的功率在300W左右,图片来自淘宝 其中的大部分功率将会消耗在线圈上。当然,由于功率总量比较大,因此尽管其它部分的发热功率占比较小,也可能会引起显著的温升。考虑到电磁枪结构上较为狭长且紧凑,如果希望各部分的温升在一个比较令人放心的程度,比如最高温度在100℃以下,使用常见的散热方式可能比较难以达到足够的散热效果(例如风扇),或者结构较为复杂(例如水冷)。 相变散热可以使用简单的结构、很小的体积和较低的重量达到足够高的散热功率。结构上,相变散热只需要保证相变材料能够直接或间接与热源接触,不需要考虑风道或者管路的设计。体积上,由于相变材料可以填充到各个

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