电磁炮
 
电磁炮制作第3辑:5级加速电磁炮 (制作中...)
yszg268 2015-2-25
   这次制作的电磁炮的目标任然是成品,外壳计划用铝合金(还在设计中)。主要目标就是一个可以正常工作,且耐用的,外形整洁美观的 电磁炮枪。当然目前还在不断制作中,最终成品还需要些时间(PS:本来是准备春节完工的,无奈淘宝上的多数卖家都放假了,材料无法采购齐全)
  设计中先确定了 弹丸:直径4mm长25mm 铁钉  虽然钢珠用起来和设计上都更方便,但是铁钉更具诱惑性。然后是电池的选择 3节 18650  这个是最方便和便宜的。 电容的选择考虑的是 充电时间要短 太长的充电时间会减少太多的乐趣,这样就要求电容容量不能太大,于是选择了 250v/470uf(2+1+1+1+1) 的组合。最后在模拟器上设计出最优的数据:线圈 0.5mm漆包线 40圈8层*1 40圈7层*4    得出了子弹速度 可以达到40--50m/s (注意:我通过实验和模拟器的对比 发现 普通铁质 如铁钉 钢珠 等的 磁饱和强度 约等于 1.2T ,这个对模拟有很大的好处) 通过在线圈间隙间套上磁环 可以提高一定的效率。
   最近对这个设计进行了 组装前的 验证  附图如下:
  237365
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   最后一张 自己做的测速装置 (毫秒计数表 加光电开关检查信号),2个光电开关距离20cm  如图测得子弹通过2个光电开关的时间是0.004秒 计算可得速度为 50m/s 当然可能有一定误差,但是结果不会相差多少。
   后续有新进展会慢慢更新....
2015-2-25 12:15:13
1楼
不错,支持
2楼
加油,不错
3楼
用光电开关控制线圈接通吗?我原来设想的多级线圈炮也是这样的。
yszg268(作者)
4楼
引用 理工力量:
用光电开关控制线圈接通吗?我原来设想的多级线圈炮也是这样的。
是的
5楼
多级加速牵涉问题较多,如开关时延,方波上升时间,速度变化引起的摩擦阻力变化等等,不如先把单级搞好,搞熟,搞透,搞通。
2015-3-15 11:02:55
yszg268(作者)
6楼
  最近一直在忙制作,今天更新一下进展。
   前些天对线圈又进行了下测试,发现速度误差有点大,于是又重新做了个线圈。这次做的时候做一级实验一下,和模拟器对比,直到数据符合再做下一级。这样花了不少时间。不过最终结果是让人满意的,设计了 50m/s 实际测试达到了 48m/s 。238439


然后我又实验了用 IGBT (FGA25N120) 来关断。结果4个IGBT 一炮就报废了。然后又重新买了MOS管 IRFP4232  查了参数,确认可以正常工作,结果是对的,工作了几十炮了还没坏。MOS管的关断可以避免反拉,又可以节约能量提高效率。我这炮用可控硅的整体效率为 3% 用了MOS后我估计效率又5%左右(因为时间关系过程就没记录了)
然后就是做外壳了。这次我是自己买的铝板自己锯,实在太累了。下次一定全部外加工。238440

现在还没完工,弹夹和装弹机构,还要花点时间来做。
7楼
引用 yszg268:
最近一直在忙制作,今天更新一下进展。
   前些天对线圈又进行了下测试,发现速度误差有点大,于是又重新做了个线圈。这次做的时候做一级实验一下,和模拟器对比,直到数据符合再做下一级。这样花了不少时间。不过最终结果是让人满意的,设计了 50m...
4232才60A,你的线圈电阻是多大的?电容充多少伏?
yszg268(作者)
8楼
引用 莱特:
4232才60A,你的线圈电阻是多大的?电容充多少伏?
线圈 0.5mm 40圈7层  模拟电流 184A 电容 250v/470uf
9楼
引用 yszg268:
线圈 0.5mm 40圈7层  模拟电流 184A 电容 250v/470uf
5级48米/秒的速度偏低呀,最好能能把前两级的磁环都去掉,把节省出的空间多做出一级。
yszg268(作者)
10楼
引用 莱特:
5级48米/秒的速度偏低呀,最好能能把前两级的磁环都去掉,把节省出的空间多做出一级。
这个不能只考虑速度,这个不是实验品,得综合考虑。比如电容体积,整体的大小等。这个更多的要考虑的是 效率 和 动能 。
11楼
楼主,到底加磁环和不加磁环相差多少速度?还有,不少容易磁饱和吗?
yszg268(作者)
12楼
引用 人民战争:
楼主,到底加磁环和不加磁环相差多少速度?还有,不少容易磁饱和吗?
如果弹丸的磁饱和比较低用磁环有明显的提升,如果弹丸的磁饱和比磁环还高,磁环的效果就要少很多。 用磁环比较适合 钢珠和普通铁钉,当然用比磁环更高磁饱和的材料来做连接更好
2015-3-18 19:54:24
13楼
新人问下,楼主提到的模拟器是什么
yszg268(作者)
14楼
引用 超微:
新人问下,楼主提到的模拟器是什么
就是 线圈炮模拟器 如果不知道就百度一下
2015-3-20 10:22:31
15楼
楼主你好,
你的毫秒计最小单位是0.001秒,距离0.2米,显示时间0.004秒。得速度等于50M/S
问题是,好像精度太低了。你48M/S时,应该显示0.004166666,你0.004已经用尽了,如何显示这个数字?
是不是可以把前后LED拉大距离,例如1米,则50M/S时应该显示为:0.020,这样不是调试精度更高吗?
47米/秒时显示为0.021.      瞎说说的,不要借意。
麻烦楼主,问:毫秒计是不是TB上的?O(∩_∩)O谢谢。
16楼
还有一个,  你充电时间大约为多少?  O(∩_∩)O谢谢楼主
yszg268(作者)
17楼
引用 人民战争:
楼主你好,
你的毫秒计最小单位是0.001秒,距离0.2米,显示时间0.004秒。得速度等于50M/S
问题是,好像精度太低了。你48M/S时,应该显示0.004166666,你0.004已经用尽了,如何显示这个数字?
是不是可以把前后LE...
是的,之前的 0.004秒 误差的确大,所以后来重新测试。之后把距离调成了0.3米,但是误差结果还是不太满意,考虑到了计时器的计时规则后,我把距离调成0.29米结果就差了0.001秒。所以可以肯定速度有48米/秒。当然距离越大越准,但是场地有限。 是淘宝上的货。 另外充电时间 2到3秒 就可以充满 一是ZVS和变压器功率30W到60W 二是电容总容量不大(6个 250V/470uf 才相当于一个 500V 680uf 电容) 三是 MOS管关断 电容还有电。
18楼
引用 yszg268:
最近一直在忙制作,今天更新一下进展。
   前些天对线圈又进行了下测试,发现速度误差有点大,于是又重新做了个线圈。这次做的时候做一级实验一下,和模拟器对比,直到数据符合再做下一级。这样花了不少时间。不过最终结果是让人满意的,设计了 50m...
发现一个问题:最后一级光电与线圈的距离太远了,你考虑的是提前开通线圈,消除电感电流爬升阶段的影响,但是你的弹丸长度是不变的,弹丸还没有完全进入线圈,线圈就已经关断了,这样会大大影响加速效果。
yszg268(作者)
19楼
引用 莱特:
发现一个问题:最后一级光电与线圈的距离太远了,你考虑的是提前开通线圈,消除电感电流爬升阶段的影响,但是你的弹丸长度是不变的,弹丸还没有完全进入线圈,线圈就已经关断了,这样会大大影响加速效果。
实际上我这样是有效的,你要考虑到这是电容放电给电感,电流爬升阶段的影响是要考虑的。如果是用暴力电池的,那么就不用考虑电流爬升的影响。不过具体没做过实验。
20楼
楼主,我以前只做过没有场效应管的电路,就是纯可控硅的电路,因为比较忙一年多没来了。

当时,用场效应管关断的电路看见过,没存下来。现在论坛改版,用场效应管关断的电路找不到了,如何才能找得到?
21楼
翻了一下,没有翻到场效应管关闭的老帖子。还是化了1---2个小时巴电路,头昏昏的什么也画不出。
下午睡觉起来,脑子轻松许多。10分钟,电路画出来了。
比单纯可控硅的,例如5路可控硅,多出一只场效应管,还有5只三极管。
O(∩_∩)O~呵呵,不错。不管有没有放完电,子弹中心过线圈中间,立即关闭可控硅。很好,很好。
原来线圈需要调的非常准确,现在圈数可以稍微多一点,多下来的能量还留在电容里,不一定统统放完。
很好。虽然没有麻烦到楼主,但是,自己忽然弄懂了,还是很高兴。
22楼
楼主,你线圈上,有没有并反向两极管?是什么型号?O(∩_∩)O谢谢你。
yszg268(作者)
23楼
引用 人民战争:
楼主,你线圈上,有没有并反向两极管?是什么型号?O(∩_∩)O谢谢你。
我的线圈 反并了个 uf4007 .
yszg268(作者)
24楼
引用 人民战争:
楼主,你线圈上,有没有并反向两极管?是什么型号?O(∩_∩)O谢谢你。
@yszg268:另外,我的MOS管是直接用光电开关驱动的 和用可控硅基本一样 ,同样IGBT也可以。不需要其他驱动,电池是12V 。
yszg268(作者)
25楼
@yszg268:另外,我的MOS管是直接用光电开关驱动的 和用可控硅基本一样 ,同样IGBT也可以。不需要其他驱动,电池是12V 。238796


这个图是最初计划要完成的,弹夹供弹,按下开关实现装弹发射,开关一次发射一次。目前装弹线圈还没完成。
26楼
楼主啊,假如3公分一节,50公分可以做到17节,50公分长度并不大,比以前论坛有同志做的1米长的短多了。
你6节达到50,50好像打鸟速度不够。还有11节,如果加上去,速度达到80--100都是可能的。还是每节一只电容。
我原来每一节都需要调圈数,有了场效应管,反正是关闭的,好像圈数已经没有以前那么要紧了。
17节,18只电容试试????????
yszg268(作者)
27楼
引用 人民战争:
楼主啊,假如3公分一节,50公分可以做到17节,50公分长度并不大,比以前论坛有同志做的1米长的短多了。
你6节达到50,50好像打鸟速度不够。还有11节,如果加上去,速度达到80--100都是可能的。还是每节一只电容。
我原来每一节都需要...
首先是要看弹丸的长度,如果是钢珠的话是可以做很多级。而且电容放电的话,后面级每节距离是要大于前面的。最主要的,要做成一个便携装备,要平衡各个方面。其次这个设计的目的不在于威力,而在于各个方面的熟悉和验证。
28楼
O(∩_∩)O谢谢楼主,
看来【纯场效应管的】电路,比【多只可控硅加上一只场效应管关闭的】电路简单,比后面的好。我上面说的是后面一种。
你的电路互相没有牵连,比单片机预制时间的要好。
29楼
楼主现在的电路,可能是现有条件下比较好的电路。一年多没有来的网友谢谢你,谢谢O(∩_∩)O提供电路。谢谢!
30楼
楼主,我曾经在线圈外面放过长铁条,就是你磁环的作用。也不知道到底有多少作用。
楼主啊,如果你铝外壳换成1毫米铁的,可能提高效率。
瞎说说的。
yszg268(作者)
31楼
引用 人民战争:
楼主现在的电路,可能是现有条件下比较好的电路。一年多没有来的网友谢谢你,谢谢O(∩_∩)O提供电路。谢谢!
不客气,这个电路只是提供了一个思路,实际上有时候光看别人说的和资料是不完整的,只有实际做了才会对各个问题进行了解,有的比想象的难,有的比想象的简单。有些经验是别人无法告诉你的,也只有在操作中自己才会发现。特别是一些基础数据,更是要自己去实验获得。
32楼
引用 人民战争:
楼主,我曾经在线圈外面放过长铁条,就是你磁环的作用。也不知道到底有多少作用。
楼主啊,如果你铝外壳换成1毫米铁的,可能提高效率。
瞎说说的。
楼主,前面有同志提出,LED离开一段为了躲开电流上升段,但是,远没有到达中间,电流就关断了。有什么办法2头兼顾?
如果用2套LED,前面一套开启,靠线圈的一套关闭。就好了。
yszg268(作者)
33楼
引用 人民战争:
楼主,我曾经在线圈外面放过长铁条,就是你磁环的作用。也不知道到底有多少作用。
楼主啊,如果你铝外壳换成1毫米铁的,可能提高效率。
瞎说说的。
那个不会提高效率,磁环的作用是增加磁通量,减少了磁阻,也就提高了效率。
34楼
上面写错了,
有什么办法2头兼顾? 如果用2套LED,前面一套开启,靠线圈的一套关闭。就好了。
应该改成:
有什么办法2头兼顾? 如果用2套LED,前面一套开启,出线圈的一套关闭。就好了。
yszg268(作者)
35楼
引用 人民战争:
楼主,前面有同志提出,LED离开一段为了躲开电流上升段,但是,远没有到达中间,电流就关断了。有什么办法2头兼顾?
如果用2套LED,前面一套开启,靠线圈的一套关闭。就好了。
我前面回答了,这个是电容放电,是必须考虑的。靠近线圈触发,并不会提高效率,反而降低效率。有时候并不能只考虑一个方面,虽然缩短了长度,但是效率低了。如果用 高倍率放电电池,那么就可以靠进线圈触发不会影响效率。
36楼
楼主,我上面说的【用2套光电耦合器,前面一套开启,出线圈的一套关闭】。
可以用4013,前面一套光电耦合器开启时置1,后面出线圈的一套光电耦合器动作时置0.。重新调圈数,这样可以使放电电流正好在子弹在过中间关闭。一片4013可以管2级。可以用在5和6级,还有以后各级上。不过缺点是变麻烦了。
37楼
引用 人民战争:
楼主,我上面说的【用2套光电耦合器,前面一套开启,出线圈的一套关闭】。
可以用4013,前面一套光电耦合器开启时置1,后面出线圈的一套光电耦合器动作时置0.。重新调圈数,这样可以使放电电流正好在子弹在过中间关闭。一片4013可以管2级。可以...
不然,速度越来越快,后面各级光电开关离线圈越来越远,因为子弹远没有到线圈中间就关闭了,因此,效率越来越差。用双光电开关看来可以避免这种情况发生。
yszg268(作者)
38楼
引用 人民战争:
不然,速度越来越快,后面各级光电开关离线圈越来越远,因为子弹远没有到线圈中间就关闭了,因此,效率越来越差。用双光电开关看来可以避免这种情况发生。
第一就像你说的,变复杂了。那么,增加复杂度对性能提升有多大,有无必要,这个需要实验来下结论的。第二,虽然后面光电开关离线圈远(这个距离是电容和线圈决定的,可以降低电容容量缩短距离)但是效率不会减少(模拟的时候可以发现)。加速弹丸的效率 是靠 磁场作用弹丸的时间和距离决定的。这个最好还是去做实验来验证。
39楼
楼主,我几年前做过一件事,和楼主一模一样。

我在10MHZ频率计上加了一块电路板,也是一个光电开关开始计数。一个停止计数。就是需要计算才能知道结果。
yszg268(作者)
40楼
238868
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238865
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目前大致完工了。弹夹的弹簧不行,准备重新买碳素钢弹簧丝再做一个弹夹。然后本来计划是用线圈装弹的,但是工具材料等条件不够,这次就用手动好了。下次做的话要更详细的计划。
yszg268(作者)
41楼
总结一下:
          首先,因为各种条件限制,最终没有达到设计要求。材料 工具 准备 等等都是原因,对于业余爱好来说一般是达不到条件的。
          其次在制作过程中,做了不少实验,使得实际成品和模拟器的结果可以非常接近。对以后的制作可以有效的降低制作周期。 然后是对电路的进一步的熟悉和验证,对IGBT 和MOS 管的应用,发现其实在电炮这种制作中是可以用非常简单的电路的。
         最后还将继续研究电磁炮,包括各种类型,最终的目标任然是制作一个满意的作品。
42楼
现在多少外部尺寸?
楼主,你用250V电压,是因为没有450V大电流的场效应管吗?
43楼
我设计的和你这个有异曲同工之妙呀,不过我为了增加动能采用了6MM的钢柱,长度和你的也差不多。还有万用表,钢尺,原件盒都一样,哈哈,握爪~
yszg268(作者)
44楼
引用 人民战争:
现在多少外部尺寸?
楼主,你用250V电压,是因为没有450V大电流的场效应管吗?
不是,通过模拟器发现 450V并没有什么优势,高压实用于高速弹丸。一般制作的电炮速度都不是很高的。一切都要看整体的设计要求,再决定各种材料。
外部尺寸:长 41 厘米
yszg268(作者)
45楼
引用 浩瀚星夜WXH:
我设计的和你这个有异曲同工之妙呀,不过我为了增加动能采用了6MM的钢柱,长度和你的也差不多。还有万用表,钢尺,原件盒都一样,哈哈,握爪~
[s::handshake]  我这个主要是想体现功能性,不过最后不完美。我有一个动能版的 正在设计中。
2015-5-3 15:20:48
46楼
楼主最终达到了多少速度?
47楼
很想听听lz对于加磁环的具体看法。以前好像有人说过外加的是不能增加效率的。我自己也曾拿一坨硅钢给单级的试过,确实是感觉不到效率有变化(我是放在线圈的外面,而不是像lz的一样的套在线圈轴向一侧的枪管外面。不知是否是这个原因)。既然lz说了有效果那肯定是经过了实验的,也希望lz能讲一下有磁环和无磁环的实验的数据。
2015-5-5 18:48:08
yszg268(作者)
48楼
引用 超进化:
很想听听lz对于加磁环的具体看法。以前好像有人说过外加的是不能增加效率的。我自己也曾拿一坨硅钢给单级的试过,确实是感觉不到效率有变化(我是放在线圈的外面,而不是像lz的一样的套在线圈轴向一侧的枪管外面。不知是否是这个原因)。既然lz说了有效...
实验是做过几次,有明显效果的是用钢珠做的实验,用钉子做的时候效果不明显,因为测速装置不精密的原因,就没有再做。从理论上讲肯定是有效果的,这样能增加磁通减小磁阻。对磁阻炮来说效果是毋庸置疑的。但是实际应用时的情况就比较复杂了,比如你用硅钢肯定是不能明显看到效果的,因为你的硅钢是导电的,磁阻炮的磁场变化会让导体产生涡流损耗磁场能量。所以磁阻炮中增加磁通的材料电阻率越大越好。另外,磁环的磁导率要比弹丸的磁导率高才会有效果。总之,只要磁环能增加磁通减少磁阻,并且不减少能量的情况下,都会对弹丸对磁场的利用率增加,从而增加效率,也就是增加了速度和威力!想要用实验测量,需要很精确的数据和材料等,实际操作难度不小,对设备和设计的要求更高。
2015-5-14 12:50:31
49楼
如果用钢珠做,用铁氧体做磁环有没有效果

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