关于轭铁对于电磁发射的影响
MicroSound2013/06/05电磁炮 IP:广东
最近一直关注电磁发射效率的问题,分析了一下轭铁对于效率的影响因素,首先需要引进几个公式
E=0.5*L*I^2
H=NI/Len
B=μH=μNI/Len
L=μNNA/Len
μ-磁导率,N-匝数,A-磁芯截面积,Len-磁芯长度

因为只有磁感应强度B才对加速有直接关系,因此我们考虑B相同的情况下,轭铁磁导率μ对各参数的影响,假设μ=100,由于影响B的因素有三个N,I,μ(实际还有一个Len,但是我们分析的情形Len相同,所以可以不去考虑这个因素),我们考察达到相同B时的两种情况,
一种是匝数相同
1.jpg
一种是电流相同
2.jpg
由图表可以看出
匝数相同时,电流变为0.01倍,电感变为100倍,能量变为原来的0.01倍,热损变为原来的0.0001倍
电流相同时,匝数为原来的0.01倍,电感变为原来的0.01倍,能量为原来的0.01倍,热损是原来的0.01倍

这样我们得到了什么呢,磁场强度一样,磁场梯度一样,但是储能不一样,磁能利用率提高了,但是储能减小了

欢迎大家指正!
来自:物理高能技术 / 电磁炮
22
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~~空空如也
jrcsh
11年0个月前 IP:未同步
532466
有几人能完全搞这些数据哪从哪来了,  


看来科普的工作还是提上去~~~~~  s
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MicroSound作者
11年0个月前 IP:未同步
532477
回 1楼(jrcsh) 的帖子
这些数据都是通过那几个公式推导出来了的,不是精确的数值,只是一个AB两列相对比值
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医学院
11年0个月前 IP:未同步
532493
根本不需要计算,加铁芯能够加强电磁磁通量。


但是,炮弹是不是抛的远,需要电感磁通量///电容容量///炮弹尺寸密切配合。不是单纯加铁芯能够解决的。


特别是----加了铁芯如何改圈数???????

特别是----加了铁芯如何改圈数???????

这才是关键问题
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医学院
11年0个月前 IP:未同步
532495
一个尺寸的炮弹,需要线圈精确到一圈,你铁芯一装,如何改圈数??????

这个问题没有办法解决,所以,只好制作空芯线圈。
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医学院
11年0个月前 IP:未同步
532500
如果电磁炮只有一级,哪怕麻烦一点,是可以实验出加了铁芯以后的圈数的,多级命也没有了。
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jrcsh
11年0个月前 IP:未同步
532502
回 4楼(医学院) 的帖子
需要线圈精确到一圈,    我高兴绕多10圈就10圈~~~ 不高兴了扣少几圈,一不小心多绕了几十圈[s:178]
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奶酪
11年0个月前 IP:未同步
532510
如果取电感量相同,会是什么结果呢?
+50
科创币
hx
2013-06-05
预言成功
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MicroSound作者
11年0个月前 IP:未同步
532512
回 7楼(奶酪) 的帖子
如果电感量相同,电流不变,匝数为原来的0.1倍,磁感应强度是原来的10倍,储能相同,热损失原来的0.1倍,参数如下:
3.jpg
如果电感量相同,磁感应强度也相同,匝数为原来的0.1倍,电流也是0.1倍,能量是原来的0.01倍,损耗是原来的0.001倍,参数如下
4.jpg
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奶酪
11年0个月前 IP:未同步
532517
Re:回 7楼(奶酪) 的帖子
引用第8楼lovevirus于2013-06-05 14:01发表的 回 7楼(奶酪) 的帖子 :
3.jpg
如果电感量相同,电流不变,匝数为原来的0.1倍,磁感应强度是原来的10倍,储能相同,热损失原来的0.1倍  


OK,要的就是这结果~
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10班陈大葱22号
11年0个月前 IP:未同步
532526
差不多是这样,但有个严重的问题,轭铁有磁饱和现象,磁导材料的饱和磁感应强度都在1T到1.5T,超过这磁感应强度u就掉到差不多1,跟没有差不多,而电炮线圈外磁感应强度上几T是很正常的。
另外楼主得到的结果是线圈内外都充满轭铁的情况,而实际上线圈内必须是空的让子弹通过,也就是说即使把线圈外充满u超级大饱和磁感应强度超级高的轭铁,整个磁路的磁阻也只能降到之前的一半,也就是要达到相同的B,电流也只能降一半。
+1
科创币
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2013-06-05
finally..有点失望。。本来以为3楼内就有人开始吐槽
+1
科创币
MicroSound
2013-06-05
正是因为内外都有磁阻,所以没有轭铁的情况下,磁力线最多利用50%,如果有了轭铁,磁力线可以100%利用
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MicroSound作者
11年0个月前 IP:未同步
532530
回 10楼(10班陈大葱22号) 的帖子
我们做磁阻发射磁感应强度一般在1-5T,好的铁磁材料可以达到2.5T,这两个数值差别不是特别大,特别是在电流上升阶段,由于轭铁的作用小电流也可以产生比无轭铁大的多的磁场,对于提高发射效率还是有帮助的,我最近会详细测试轭铁对于效率的影响,晚几天会发出测试结果来

“也就是说即使把线圈外充满u超级大饱和磁感应强度超级高的轭铁,整个磁路的磁阻也只能降到之前的一半”
不用把线圈外充满超级大,开关电源的变压器的磁芯也不用把整个线圈都包起来,只要保证大部分磁力线从磁芯中通过就可以了

“但有个严重的问题,轭铁有磁饱和现象,磁导材料的饱和磁感应强度都在1T到1.5T,超过这磁感应强度u就掉到差不多1,跟没有差不多”
轭铁饱和后磁场还是增加的,只是比没有饱和前增加的慢而已
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奶酪
11年0个月前 IP:未同步
532531
大葱说的有道理,轭铁只能包在外面,线圈中空的情况下对电感量的影响会小很多,但具体加与不加差别多少,有时间也要实际测量一下~
另外,铁钴钒合金的磁饱在2.4T左右,我准备用这货。
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10班陈大葱22号
11年0个月前 IP:未同步
532551
回 11楼(lovevirus) 的帖子
变压器线圈跟电炮线圈不一样,变压器的铁心虽然没有将整个线圈都包住,但主磁路是闭合的,磁阻很低;而电炮线圈由于中心必须空,所以,不管怎么加轭铁,主磁路都没法闭合,气隙超大,线圈外的磁阻很低,线圈内的磁阻超大
无标题.png
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MicroSound作者
11年0个月前 IP:未同步
532561
回 13楼(10班陈大葱22号) 的帖子
“不用把线圈外充满超级大,开关电源的变压器的磁芯也不用把整个线圈都包起来,只要保证大部分磁力线从磁芯中通过就可以了”

是我描述不清晰,我的本意也是说在线圈外部保证大部分磁力线从轭铁里面通过就可以了,内部是为了利用磁阻差当然是不能有轭铁的
此外,虽然线圈外部的磁力线很分散,但是加上轭铁后,轭铁还是会把大部分磁力线约束在轭铁内的,因为轭铁的磁阻比空气小很多

我的计算是按照内外都有轭铁来计算的,但是实际应用中是不会内部加装轭铁的,那个计算结果只是指导大致努力的方向,在内部无轭铁的情形只是和我那个计算结果数值上大小的误差,不会影响轭铁对于磁阻发射的效率作用的分析

“不管怎么加轭铁,主磁路都没法闭合,气隙超大,线圈外的磁阻很低,线圈内的磁阻超大”
你的这句话我有些疑问,按你的意思是在没轭铁的情况下,线圈外的磁阻很低,线圈内的磁阻很大,这个是怎么得来的呢,本来我的猜想是线圈内外的磁阻数值相等,因为内部磁力线集中但是面积小,路径短,外部虽然截面积很大,但是路径也很长,磁力线分散,因此我猜测线圈内外的磁阻数值上大致相当,线圈的全部磁阻R=Rin+Rout=0.5R+0.5R,当然这只是我的猜测,没有经过试验验证
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平衡充电器
11年0个月前 IP:未同步
532579
加铁芯,线圈圈数减少,线电阻减少,电容电流增大,推力增加。




具体线圈圈数减少多少由实验决定。
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10班陈大葱22号
11年0个月前 IP:未同步
532613
回 14楼(lovevirus) 的帖子
啊,那看来我们俩的理解还是一样的,没有太大出入
我的意思是,不管外面再怎么加轭铁,整个磁路的磁阻最多也只能下降到没有轭铁的一半,得到与没有轭铁时相同的磁感应强度所需的电流也只能降低至一半..
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robbie
11年0个月前 IP:未同步
532621
变为0.1倍?变为0.01倍?我记得这种表达是错的,应该是变为1/10,1/100这样说才对
+1
科创币
MicroSound
2013-06-05
我这人比较懒,excel表显示的什么,我就直接抄下来什么
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大自然精灵
11年0个月前 IP:未同步
532825
我也很想知道加轭铁的效果,所以前几天做了实验,420v990uf加速9.5g弹,不加轭铁23/s。在没变其它参数的情况下加上继电器上的轭铁,两端跟线圈紧密吻合得到23.59m/s,现在在加工专用的轭铁再试验。
个人认为加轭铁后通过线圈中心的磁场强度增加不了多少,对加速效率提升效果不会很明显
+23
科创币
MicroSound
2013-06-06
鼓励共享实验结果,希望更进一步分析原因
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MicroSound作者
11年0个月前 IP:未同步
532843
回 18楼(大自然精灵) 的帖子
我建议你在增加轭铁的时候适当减少线圈匝数再进行一下实验,因为只增加轭铁不减少匝数,驱动线圈可能会工作在超饱和状态,所以效果不大,或者适当减少一下电压或者电容容量
我计算了一下,23m/s和23.59m/s动能提升了5.2%,当然这个提升和我们期望的还是差蛮大的
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大自然精灵
11年0个月前 IP:未同步
532986
回 19楼(lovevirus) 的帖子
等我在加工的轭铁做好了再试验,不会有惊喜我认为
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MicroSound作者
11年0个月前 IP:未同步
532987
回 20楼(大自然精灵) 的帖子
期待再次试验
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