谈一点不同类型电磁发射装置的效率问题
ter9vul2010/04/16电磁炮 IP:河南
        这几天看到论坛上有比较导轨、线圈等发射装置的效率高低问题,谈一下自己的理解。
     首先,导轨、线圈、感应、重接、磁阻等各种电磁发射装置从理论方面上看,都有对应的电动机拓扑模型,本质上就是不同类型的直线电动机。说到电动机(包括教科书及市面上常见的各类电机),即使采用普通材料制造、常温工作,只要转速足够高(自身机械特性的下限),体积足够大(常规材料下一般要10千瓦以上),效率都能达到90%以上,造得好的能达到95%以上(如果要搞一些特殊材料,特殊环境,那就是无限逼近100%呀)。那么导轨、线圈、感应、磁阻等各种电磁发射装置能不能到达这么高的效率呢,回答是肯定的,就一个字,能。
     说到这里我要找找我的摩托车头盔,戴上这个还是比较安全的。
     那为什么做电磁发射装置的各位网友怎么大部分都在10%以下效率这个俱乐部里折腾呢?很简单,先说一下电动机,大家都知道市面上的电动机都有一个生产厂家的铭牌,上面应该有额定转速这个标示,比如是每分钟100转、800转、2850转、6000转、12000转、100000转等等(不同类型、不同结构的电动机达到一个相同的效率所需的额定转速不同,比如说无刷电机由于有强永磁体的存在,在很低的转速下也能有很高的效率,所以在不含机械变速的情况下,是市场上电动自行车的较好选择)。这说明的是,在这个转速下,额定效率才能达标。那么在转速低于额定转速下,效率会怎样呢?答案是效率会变低,随着额定转速的下降,效率同步下降,当转速降为接近0时,效率也将下降到接近于0,直至到0。普通电动机如此,电磁发射装置(就是特殊的直线电动机)呢?
         写到这里,先把头盔去掉,太闷了。
     由上可知,导轨、线圈、感应、磁阻等各种电磁发射装置(包括同一种类型但由不同材料、不同结构的电磁发射装置)要想到达到一个固定的效率值,比如是50%,根据不同的类型都要有相对应的、不同的额定出口速度匹配,才能做到相同的效率。如果因为能量、级数、长度等物理原因(非类型、结构原因)达不到这个额定出口速度的,效率肯定上不去,这就是为什么大部分网友都在这个10%俱乐部(不过这个俱乐部还是很和谐的)呆着的重要原因。
     好了,谈到这里也没啥可说了,由于导轨、线圈、感应、重接、磁阻等各种电磁发射装置不同的原理、结构、物理特性等,在相同效率下,有着不同的出口速度要求。比如说在同样的发射效率下,导轨式的出口速度就需要远大于线圈式的,线圈式的需要远大于磁阻式的,即使都是磁阻式的,普通磁阻式的出口速度也需要大于带厄铁的、直接发射强永磁体的,才能满足同样的发射效率。爱好者可根据自己掌握的知识、时间、环境、金钱去选定一个合适的类型、合适的发射初速来练手了。
     说说结论吧,导轨、线圈、感应、重接、磁阻等各种电磁发射装置在制造中,做得好,都能达到很高的效率,理论上甚至是80%以上,只不过普通爱好者受限于种种条件制约,很难做好而已。
    
    
  
+1000  科创币    虎哥    2010/04/16 当然,还有很多速度外因 ..
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来自:物理高能技术 / 电磁炮
69
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~~空空如也
kuanglong7
14年2个月前 IP:未同步
211526
不是吧?你测变压器效率只测原边电压电流?你还是复习一下什么是变压器,变压器效率是什么意思吧!
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ter9vul作者
14年2个月前 IP:未同步
211529
kuanglong7,其实通过你提的这个问题,就知道你不懂什么是真正的电感、变压器、电动机,就像你让我做那个两个线圈来测试磁耦合的效率问题,上个帖子说到lc振荡了,Q值是什么你知道吧,我说让你做的实验验证中选用的那些材料,其目的就是尽量提高这个lc振荡回路的Q值,减小lc回路的自身损耗,如果我给你说的材料不能满足高Q值,可以换云母电容、纯银线圈做初次级线圈,在加大点尺寸,如果还不行,就用超导低温环境,如果这些你都能满足,即使磁耦合只有1%,效率也能接近100%,还是那个老结论,对电磁发射来说(包括电机、变压器),效率和磁耦合有关系,但没有绝对关系。

    给你辩论这么长时间了,给你个总结吧:擅长睁着两眼说瞎话,经常使用侮辱性语言,在辩论过程中基本不解释,乱引用,发现自己有错误不改正,指鹿为马、混淆双方辩论的主题,在思维模式上没有创新精神,无视基本的物理定律,不知道这些是最有效率的工具(你看看我们辩论的问题,那个需要高深的知识去解答了,这就像功夫再高,也怕菜刀,咔嚓一下,问题解决,别管便宜,好用就行),在初中的基本知识都不过关情况下就以为自己是个博导了(说你是初中生水平我都觉得委屈了广大的初中同学)。
    我收回我原来说过的你适合当公务员的论点,我向广大遭受委屈的公务员同志道歉。其实你的上述特点更适合去研究你经常拿来侮辱别人的永动机,赶快去找找,有没有这方面的论坛,没有的话自己去建一个,那会发挥你的特长的,估计你很快就会出成果,我看好你。
     碰到装13的,哥就低着头,看看那块砖头顺手。
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kuanglong7
14年2个月前 IP:未同步
211530
就一个问题,变压器效率怎么测?
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ter9vul作者
14年2个月前 IP:未同步
211537
引用第53楼kuanglong7于2010-04-23 11:06发表的  :
就一个问题,变压器效率怎么测?

        我上面的回复你看明白了,就不会问这个问题了,建议你再详细看看,认真考虑一下。除非你是在死抬杠,当然了你确实在死抬杠。
     知道为什么给你下(在思维模式上没有创新精神)这个定语吗?一是如果你能把初级线圈按我说的要求做好,次级你会做不好吗?二是在你的理解里是变压器就要有铁芯,就要初次级离得非常近,就要耦合效率95%以上,就要和课本里一样的才算变压器吗?三是不能透过表象看到本质,不知道本质就不会相信变压器和电机是一个体系的,典型的读死书,死读书。
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ter9vul作者
14年2个月前 IP:未同步
211538
我就说了一点本质的东西,还没有谈什么创新的东西呢,就颠覆了你的理论体系吗?记住这里是科创论坛,真正的本质是创新!
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ter9vul作者
14年2个月前 IP:未同步
211539
在网上拉的,懒得打字了,将就着看吧。
变压器的效率:
  在额定功率时,变压器的输出功率和输入功率的比值,叫做变压器的效率,即
  η=(P2÷P1)x100%
  式中η为变压器的效率[s:9]1为输入功率,P2为输出功率.
  当变压器的输出功率P2等于输入功率P1时,效率η等于100%,变压器将不产生任何损耗.但实际上这种变压器是没有的.变压器传输电能时总要产生损耗,这种损耗主要有铜损和铁损.
  铜损是指变压器线圈电阻所引起的损耗.当电流通过线圈电阻发热时,一部分电能就转变为热能而损耗.由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成,因此称为铜损.
  变压器的铁损包括两个方面.一是磁滞损耗,当交流电流通过变压器时,通过变压器硅钢片的磁力线其方向和大小随之变化,使得硅钢片内部分子相互摩擦,放出热能,从而损耗了一部分电能,这便是磁滞损耗.另一是涡流损耗,当变压器工作时.铁芯中有磁力线穿过,在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流,由于此电流自成闭合回路形成环流,且成旋涡状,故称为涡流.涡流的存在使铁芯发热,消耗能量,这种损耗称为涡流损耗.
  变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系,通常功率越大,损耗与输出功率就越小,效率也就越高.反之,功率越小,效率也就越低.
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ter9vul作者
14年2个月前 IP:未同步
211540
这些东西和我说的本质上有冲突吗?除了表述方式不一样,思想本质是一摸一样的哦,好好看看吧,再看看我给你的回复,弄懂了,要学会感谢哟!
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kuanglong7
14年2个月前 IP:未同步
211543
第二个问题:变压器输入功率怎么测?输出功率怎么测?
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ter9vul作者
14年2个月前 IP:未同步
211586
引用第58楼kuanglong7于2010-04-23 11:51发表的  :
第二个问题:变压器输入功率怎么测?输出功率怎么测?


需要我给你讲一下什么是交流电、相位、视在功率、无功功率、有功功率吗,找本电工技术好好看看,没有的话,我回家找找看我那本还在不在。
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ter9vul作者
14年2个月前 IP:未同步
211588
变压器输入功率怎么测?输出功率怎么测?

难道不需考虑视在功率、无功功率、有功功率、容性负载、感性负载、纯电阻性负载、空载、轻载、额定负载吗?如果不考虑直接用万用表量量电压电流就行了。如果考虑那最好的办法就是买一个变压器功率特性分析仪,不管什么有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、容性负载(即超前的功率因数)、感性负载(也即滞后的功率因数),包你测得满意。

我都搞不清了,为什么蹦出来这个问题,kuanglong7你不是又想改行当电工吧。
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ter9vul作者
14年2个月前 IP:未同步
211609
我开这个帖子的目的,就是想指出不同的电磁发射系统,在其它条件都做好的情况下(这个其它条件就是我说的什么电源系统、位置检测同步系统、功率半导体控制系统、材料选取、机械精度等等),要想达到一个固定的效率值,都有一个对应的临界速度,在做好刚才讲的其它条件前提下,要想达到对应的临界速度,必须满足有充沛的电能供应、合适的尺寸、和足够的级数(或长度)。要想满足一定的效率,充沛的电能供应、合适的尺寸、和足够的级数(或长度),是必要条件。这也是大多数论坛爱好者都在10%以下效率俱乐部打转的主因。这样说吧,就算是前面说的其它条件做的不是太好,但是后面这三个必要条件满足了,一样可以做到高效率。前面说的其它条件做的很好,但是后面这三个必要条件不能满足,肯定做不到高效率。

至于我说的80%效率,这个可不是开玩笑,马歇尔曾指出好像是分散馈电导轨式发射装置吧,做好了效率能达到90%以上的。不过这个90%以上效率,我是不敢说的,俺的摩托车头盔已经很旧了。
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ter9vul作者
14年2个月前 IP:未同步
211610
好了,告一段落了,这几天在这个论坛上花费了大量的时间,已经影响到正常工作了,戒网一段,以后可能换个马甲再来,嘿嘿,bye!
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kuanglong7
14年2个月前 IP:未同步
211639
这就跑了,哎牛皮又吹破了。
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power_rdx
14年2个月前 IP:未同步
211656
引用第63楼kuanglong7于2010-04-23 18:03发表的  :
这就跑了,哎牛皮又吹破了。


我由衷的笑了
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yeah
14年2个月前 IP:未同步
211660
"要想满足一定的效率,充沛的电能供应、合适的尺寸、和足够的级数(或长度),是必要条件。这也是大多数论坛爱好者都在10%以下效率俱乐部打转的主因。"

爱好者的效率应该在1%以下,机构做的好的有10%以上。现在都在想在工程上有所突破,线圈炮能有30%效率出来,不晓得有几多研究机构回来取经。路要一步步走,什么马歇尔说的80%,就跟中国股市要上万点一样,总是会实现的。那些还在单级线圈炮原理上做文章的,硕士毕业论文都过不了关,搞多级线圈炮的没有试验突破和理论突破也拿不出手,没人看这些重复劳动。博士论文就更不消说了,理论试验都要有创新!

光说不练假把式,纸上谈兵搞科普深度是不够的。但原理是绝对的基础,不搞懂,做着玩玩一下,锻炼动手能力也是可以的。
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black
14年2个月前 IP:未同步
212063
coilgun n=6.01.png
咳咳
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潜伏者
14年2个月前 IP:未同步
212090
哎!能不能在本板内部开一个个小组。将各种电炮分开讨论、研究、优化。仅凭个人的实力真的有些力不从心
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tianyify
13年11个月前 IP:未同步
243824
看了有启发啊,个人感觉用一个不合理的比喻,就是阻抗不同而已,轨道炮看成单匝线圈,而线圈炮是多匝线圈,要得到相同的磁势,轨道炮就要很高的电流,而线圈炮要很高的电压,对我们来说高电压或者大电流都是很难解决的。我们做的只能看作一个模型,根据自已的材料来决定类型,轨道炮是一个连续加速直到子弹飞出轨道,而我们做的单级只有很小的一段在加速,必须做出多级效果才会好,本人正在做5级线圈炮(磁阻式)。
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