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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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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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1.最简单好用的特斯拉高压线圈驱动, 用日光灯的电子整流器原理图,取消原输出升压点亮日光灯用的串联谐振电感与电容,用隔离变压器电源供电;用两个0.47uF/250V的聚丙烯电容串联后接电源负极与正极,两个0.47uF/250V的的中间点接外部地线;输出直接驱动高压线圈的底端,顶端接电容环! 2.另外在高压线圈与接地两端间串联一组LC辅助谐振回路(辅助谐振回路的谐振频率与特斯拉高压线圈的谐振频率相同),中间串联个220V5W的钨丝灯泡,钨丝灯泡在冷时电阻比点亮发热时的电阻小10倍以上; 3. 通电刚启动时,利用辅助谐振回路使电路自激后产生的方波驱动特斯拉高压谐振线圈,当特斯拉高压谐振线圈的谐振逐渐加强后流向特斯拉高压谐振回路的电流逐渐增大,而辅助谐振回路因灯泡点亮后电阻增大10倍,电流减小,谐振回路主频率自动调整到特斯拉高压谐振线圈的谐振频率. 4.因是自激振荡电路会自动追频,取消了初级线圈及初级谐振电容后具有效率高且高速自动追频的优点,成本也低,要注意的是必须要使用隔离电源及必须接大地! 5.我自己做的是谐振在180KHZ,100W,用AC110V供电,可用来做特斯拉无线输电实验,效率极高,超过90%,最初的无初级线圈的想法是一个特斯拉线圈玩家提出来的,电路是俺自家想出

“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

本帖最后由 badboy-fly 于 2013-12-28 13:56 编辑 很长一段时间里大家尝试的轨道炮都属于简单的轨道炮也就是传统型轨道炮 这种轨道炮具有爱好者难以解决的问题,比如电流维持时间、轨道烧蚀、安培力太小.....,前者两种问题几乎都是因为阻抗小导致的。因为阻抗小所以电容放电时间短,因为时间短的问题,在理想条件下如果电容组在短时间内将能量释放根据p=w/t,瞬间功率会变得非常之大轨道和电枢也因此烧蚀了。 即使用上变态的电容组在纯电动的状态下效果都不乐观,大多数情况下为了发射都只能用上初速。 而且在提高安培力上只能通过使用更加高级的材料,使用更加高压变态的电容组,适当降低轨道宽度,使用更好的加工技术使得电枢和轨道接触更加好。 但是这样些手段并不乐观(各种拼),会耗费大量的资金,大部分爱好者都无法达到这个条件。渐渐地轨道炮也就成了土豪玩意,土豪的象征。当然真正的爱好者注重的是最后的效率和学习理论的收获,而不是威力。 但是为了得到更大的收获我建议大家应该把对象放在更适合爱好者环境的轨道炮——增强型轨道炮 (附件:209213) (附件:209216) 以上这两种典型类的轨道炮都有一个统称叫做增强型轨道炮 假设根据环路定律电枢处于一个平行磁场的磁感应强度为B μ0为磁导率(4π*10^-7H/m),x为

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

想做个FUSOR玩玩,计算测试需要连续输出电压140KV以上,输出电流50毫安以上的高压电源,整个进程拖拖拉拉了差不多半年,还卡在高压电源这块。 手上有两对PC40材料的UY30磁芯,磁芯截直径为30mm左右,其它参数如图: (附件:279364) PC40的参数:初始磁导率 2300±25%,据说最高磁饱和为0.39T,理论单个最大支持功率为4.3千瓦。 电源现采用的是12V69A的测试电源搭4管ZVS,ZVS为分体电路,改成带抽头12V驱动,350V供的ZVS比较简单。也有考虑用全桥供电,当然这都是后面的事。 第一步尝试做的高压包,采用的线为0.25mm的三层绝缘线,据介绍击穿电压大于15KV。 高压包架是自己做的透明亚克力材质的。 第一次绕线,根本没有计算过各种数据(实际也不会算),次级线圈绕的有点参差不齐,线圈中部还有两个接头(因为0.25mm的线只有200米,所以两头都用了50米的0.5mm三绝缘线拼接),整个次级线圈共计2074圈,初级为无抽头,共6圈。纯手工绕,工艺非常差。 在加电测试中,击穿距离大概是5-10mm。最大拉孤距离看似在4-6cm。当然到了5cm以后,高压包尖啸个没停。最后,高压包内部被击穿(直接击穿压克力绝缘壳)。 附上照片及小视频。 成品及ZVS外观: (附件:279365) (附件:279366) 被击穿时照片: (附件:279367) #{r=

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

PS:提到进展,意思就是还没全搞出来……(不过应该快了)本贴不涉及“已经搞出来的部分”的求解过程。等搞定全部内容后,会把相关结果连过程一起发出来的。 首先定义一下本贴里的“最优”。本贴提到的最优,是指“在使用某一种导体作线圈,某一种磁材料作弹丸时,在给定管壁厚度下,给定距离内,把弹丸加速到目标速度时,线圈电阻损耗的电能最小”。这个“最优”是理论上的最优,同所有理论最优一样,它工程上不可实现,因为它要求线圈充满炮管外无穷大空间,然后还可以完全自由的操纵线圈中的任意一点的电流密度……但是可以逼近,比如线圈长度小于内径,各级紧密相靠,然后细线绕内层,粗线绕外层……注意根据定义,这个最优里,其实已经没有线圈这种东西存在了,因为线圈的概念被“电流密度分布”代替了…… (关于这个最优,想象右边灰色的弹丸沿着白色的炮管,在黄色代表的电流密度分布产生的磁场作用下,被一直加速到左边飞出去) (附件:266416) 有了目标就可以开始分析了。磁阻式电磁炮想要精确分析的话,最大的难点就是铁磁材料的非线性磁化。不过,在磁饱和条件下,非线性的磁化会变成恒定不变的磁化,反而变成了最容易分析的情况。 记得很久之前我提到过,在这个条件下磁阻式电磁炮的理论最优解,可以简化分解为如下两个问题: 1. [求教]一个假的运动学问题 2.[url=kechu

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