电磁枪的磁芯问题
lpcwl2009/11/17电磁炮 IP:河南
        初来乍到,看了一些帖子,都统一的空心线圈,开个新帖,和大家讨论一下电磁枪的磁芯问题。今天太晚了,明天结合实验和大家分享想法
-1  科创币    潜伏者    2009/11/17 不要乱加标头
来自:物理高能技术 / 电磁炮
18
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~~空空如也
lpcwl 作者
14年7个月前 IP:未同步
165167
刚把线圈加上磁芯,先发几张图片 IMG0415A.jpg
IMG0417A.jpg
IMG0416A.jpg
+50
科创币
潜伏者
2009-11-17
动手。只是目前没有好的 ..
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14年7个月前 IP:未同步
165169
磁芯是自己用普通铁丝做的,导磁率什么的都不是太好,但暂时没找到合适的硅钢片,回头找到了再用硅钢片做。 IMG0418A.jpg
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west_0830
14年7个月前 IP:未同步
165170
你想以充电后的电容去发射加芯的电磁枪?,,...这样是不行的..这种加芯的完全是不同的发射方式......科创目前只有理论还没有人做出成品吧..除非我记错了 [s:245]
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14年7个月前 IP:未同步
165171
没加磁芯之前的线圈 IMG0419A.jpg
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14年7个月前 IP:未同步
165172
一会再探讨3楼说的问题,先发完文章,同一个线圈,加磁芯前后都用四个450v560uf的电容,都充电到440伏,用一端磨尖的铁丝做子弹,用易拉罐的底做靶子,效果分别在喷码的左右两边,左边的孔是带磁芯的情况下打出的,右边是不带磁芯的。注:都没有穿透底,穿易拉罐的侧面都可以轻松穿透单层,打破第二层。
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14年7个月前 IP:未同步
165173
易拉罐底部, IMG0420A.jpg
IMG0421A.jpg
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14年7个月前 IP:未同步
165174
真不好说清楚加上自己做的磁芯后是否有了效果,但至少可以说没有起到明显的反作用,我分析认为,应该是会有好处的,但这次的实验结果很不明显。或许是磁芯导磁率太低,饱和强度小造成的,回头找硅钢片再做同样的实验。 [s:94]
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14年7个月前 IP:未同步
165176
west_0830
我现在关心科创以后会不会完成变样

你想以充电后的电容去发射加芯的电磁枪?,,...这样是不行的..这种加芯的完全是不同的发射方式......科创目前只有理论还没有人做出成品吧..除非我记错了


       谢谢关注,加了磁芯,还是磁阻式的电磁枪啊,加上外部磁芯产生的磁场和子弹被磁化出的磁场的作用力,威力应该加大啊。为什么说没人做出来呢?我刚进行过实验,效果很不明显,但我会改进实验的。
        加了外部的磁芯,首先,电感大了,放电之初,电流上升的速度受影响,,这是个不利影响,我想应该用高电压低电流多匝的方式来降低不利影响。由于磁芯的作用,在子弹加速通道内的磁阻将大大增加,因为磁芯的磁导率远大于空气的磁导率,所以磁阻都将体现在加速通道内,这正是我们要的。这样应该会让子弹有一个明显的提速的,虽然暂时的实验不明显,但我会坚持我的看法,除非我的实验证明我是错的。
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ter9vul
14年7个月前 IP:未同步
165337
澄清一下带厄铁的作用。首先要明白,使用厄铁的主要作用是提高效率的,而不是增大功率,提高初速的。然后在这个前提下,进行优化(牵涉到线圈的体积、厄铁的形状、饱和磁感强度、电压、电流等参数),提高初速。
由于厄铁饱和磁感强度问题,使用厄铁就要放弃单级加速最大化,控制好驱动安匝数,不能使厄铁饱和,否则是得不偿失。在这个前提下,进行多级加速,可以获得更好的效率和需要的初速。
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ter9vul
14年7个月前 IP:未同步
165338
使用厄铁的理论,我在其它帖子里已经讲的很清楚了,不知道的可以去翻翻。
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lpcwl作者
14年7个月前 IP:未同步
165594
谢谢楼上的提醒,我考虑了铁芯的磁饱和问题,在电子枪的磁路中,空气隙比较大,可以说是相当大,这对于避免磁饱和是有利的方面,再说,饱和了,铁损会比较大,这是不利的,但磁路相当于饱和的磁芯和空气并联,再和子弹加速通道的空气串联,总体来说,落在子弹加速通道上的磁阻的比例和没有磁芯时还是加大了,究竟有利因素大,还是不利因素的影响大,得经过实验验证。
        至于你说的理论我再找找看,反正有磁芯了,好些量不再是线性,简单的定性分析真难说得清楚,我还是继续我的实验去验证吧。
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lpcwl作者
14年7个月前 IP:未同步
165996
关于扼铁问题的探讨,谢谢你们的关注,作为初来的我还有一些想法与大家探讨,请大家勘正。
    本文涉及的公式较多,虽很耐心写作但也难免疏漏,望高手静下心来多看一会儿,并悉心指正,


    磁阻枪其实是就是靠电磁吸引力发射的,我们可以转而去分析子弹的受力问题。
    电磁吸引力的大小与穿过磁极的总面积及气隙的磁感应强度的平方成正比。
               F∝B*B*S   其中S为子弹的截面积,B为气隙的磁感应强度。以下都是。
        扼铁的使用有饱和的问题存在,但我认为,由于受到空间的限制,子弹将比线圈外部的磁芯或扼铁更易饱和,我们下面分析一下子弹的饱和问题,子弹不饱和时,空气隙(已假设有外部铁心的存在)的磁感应强度应和子弹内部的成正比,比值为子弹的相对磁导率,(不考虑边缘效应什么的,漏磁较小,也不考虑)即,B=φ/S,φ为磁通,磁通在气隙与子弹间是连续的。由上式得F∝(φ/S)(φ/S)*S=φ*φ/S。又由于,线圈不变时,S变大,磁阻变小,磁通变大,而磁阻与磁通的乘积为电流和匝数的乘积假设为定值。磁通变大的速度小于磁阻变小的速度(因为总磁阻为子弹的磁阻和空气的磁阻串联,子弹变粗时,和子弹串联导磁的空间不变,所以磁通变大的速度小于子弹变粗即磁阻变小的速度),再加上子弹的截面积大在长度一定时质量大,即质量与S成正比,于是加速度a=F/m,(m为子弹质量) m∝S,于是a∝(φ/S)(φ/S),由于φ增大的速度小于子弹变粗的速度,这时,细子弹有利于速度的提升。这是线圈不变的情况。
      
     但为了发射的方向性,子弹最好充满线圈的内部,为此,线圈的内径决定了子弹的截面积,线圈内径变细时,磁阻增大,内径变细的速度大于磁阻变大的速度(因为线圈外部的磁路面积变化不大)。线圈内部的磁阻在线圈长度一定时与面积S成反比,线圈变细时,磁阻变大的速度缓慢于线圈变细的速度(因为线圈外部的磁路面积变化不大),而磁阻与磁通的乘积为电流和匝数的乘积。于是φ减小的速度也小于线圈变细的速度,由上面的这个公式F∝B*B*S=(φ/S)(φ/S)*S=φ*φ/S,结合子弹的加速度公式,a=F/m  m∝S,于是a∝(φ/S)(φ/S)由于φ减小的速度小于线圈变细的速度,就是说,线圈变细,加速度提升。所以在子弹不饱和时,不论是线圈内径减小造成的子弹变细,还是线圈不变子弹换成更细的,都有利于速度的提升。这点儿与好些人的观点不符,望大家探讨,但我这里分析的是子弹没磁饱和的情况,我们做磁阻枪时,电流巨大,子弹早饱和了,所以不饱和的情况很少出现,这里只是作为理论探讨一下。
        
     稍后再探讨饱和的情况,这里的探讨好像和我的磁芯无关,但饱和的情况就会和主题联系起来了,希望大家关注与指正。
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lpcwl作者
14年7个月前 IP:未同步
166001
饱和的情况如下,套用上面的公式,由于饱和,所以
  子弹受到的吸力为 F∝B*B*S    也就是 F∝(φ/S)(φ/S)*S=φ*φ/S    子弹加速度为 a∝(φ/S)(φ/S),其中,B为空气隙的磁感应强度,它与子弹的磁感应强度成正比,B子弹=子弹相对导磁率*B空气隙。
     饱和的情况下,φ为最大值,仅由子弹的材料形状决定,正比于子弹截面积S,φ∝S,由公式a∝(φ/S)(φ/S),可以知道,加速度与S无关,
        具体来说,F=B*B*S/2μ0∝B子弹饱和*B子弹饱和*s子弹面积
                      加速度a∝(B子弹饱和*B子弹饱和*s子弹面积)/(s子弹面积*ρ*ι) 其中( ρ为子弹密度ι为子弹长度)  
                      简化到底a∝(B子弹饱和*B子弹饱和)/(ρ*ι)
          
        总结一下,1.子弹密度小加速度大
                             2.子弹长度短加速度大
                             3.B子弹磁饱和强度大,加速度大(呈平方增加,很诱人,也指明了努力方向是找到好子弹)
               需要注意第2条,子弹长度短加速距离一般情况下也小,所以要自己列公式分析子弹多长合适,不要片面追求短子弹。
          

               ■▲△分析了这么多,终于可以回到我的主题上了,子弹饱和时,加速度为a∝(B子弹饱和*B子弹饱和)/(ρ*ι)与其他无关,所以再加大磁场强度,也就是电流,加速度也不会提升,因此,子弹饱和时的加速度为最大加速度,所以扼铁饱和时子弹早饱和了,再增加电流没用,因此不赞成ter9vul所说的
            (澄清一下带厄铁的作用。首先要明白,使用厄铁的主要作用是提高效率的,而不是增大功率,提高初速的。然后在这个前提下,进行优化(牵涉到线圈的体积、厄铁的形状、饱和磁感强度、电压、电流等参数),提高初速。
由于厄铁饱和磁感强度问题,使用厄铁就要放弃单级加速最大化,控制好驱动安匝数,不能使厄铁饱和,否则是得不偿失。在这个前提下,进行多级加速,可以获得更好的效率和需要的初速。)
           谬误之处请大家指出,也希望与ter9vul继续探讨。
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lpcwl作者
14年7个月前 IP:未同步
166005
关于线圈的形状也有一些看法,电流乘以匝数IN=H*l其中I为电流N为线圈匝数=H为磁场强度l为此路长度,为了增大我们想要的H,但匝数又一定的情况,我们必须缩短此路的长度,由于子弹加速通道为直线,我觉得线圈沿子弹通道方向的剖面应是圆形,目的是让更多的线圈匝数集中在最小的周长内,为了方便绕制,赞成论坛中很多人支持的说法,线圈的厚度应该等于线圈的长度,考虑到两侧都是线圈,线圈的外直径应为长度的二倍。
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lpcwl作者
14年7个月前 IP:未同步
166147
怎么连灌水都没有?更欢迎欢迎推荐或点评。费时不少却没人关注,不管对错,至少那么多符号就让我打的头大。
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lpcwl作者
14年7个月前 IP:未同步
166232
刚把我的细长线圈改成短粗型,1mm直径的漆包线,都是10m。可威力大大减小,(都没有关断)线圈发热严重,原来的线圈基本感觉不到发热,我认为是子弹到终点的时间变短,但电流还很大,有回拉子弹的现象出现,于是我把电容的容量减小,果真提升了速度。
         建议不做关断的兄弟都把线圈变长,容量慢慢往上加,找到合适的容量。
              另:实验得知,短粗型的线圈时,子弹要比线圈长才能发挥较大威力,认为是磁力线在线圈两端发散严重,超出线圈长度的子弹才能较好的让更多的磁力线穿过子弹。
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ter9vul
14年7个月前 IP:未同步
167289
分析的不错。我分析的使用厄铁,一般指厄铁和弹丸同材料,同截面积。由于饱和时的高度非线性,在电流继续加大,加速度应该继续加大,只是增大的比率没有饱和前大而已,当然,如果继续加大到一个定值后,加速度将不会再增大,弹丸如果分层不良的情况下,加速度还将随着电流的加大而减小,直至电流加大到使弹丸产生负的加速度(相对于磁阻式而言)。
如果不想分析很复杂,使用厄铁后,在不饱和情况下,磁路的总磁阻减小了(采用合适的厄铁,至少可减少一半的磁阻),按减少一半计算,同一个线圈在产生相同的磁场强度情况下,所需电流也将减半,这样在不影响加速度的情况下,热损将减少四倍,其实在低处速下,热损是影响效率的最大因素,这样就可以增加四倍的效率。
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