实验:在磁阻式电炮中并联使用IGBT的可能性及影响
WangGC 2017-7-25电磁炮
这是我在之前的帖子里承诺的实验,由于马上要升初三学校加课之类原因断断续续地做了几次实验,现在把整理的结果分享一下:
这次共实验了3种方案,每种方案型号各实验2次
用了两种都为同一批IGBT,分别是是三水合番推荐的FGD4536和耐压更高的IXGX120N60B

电容:闪光灯电容330v180uf三个并联,实测为400v584uf,内阻19毫欧

线圈:7*50匝约0.16欧

电流均为互感器测试

直接并联:分组为组A
差模电感扼流:组B
RC吸收:组C
FGD4536击穿电流,电压(两次实验结果用/隔开):
组A:u-246v i-251A /u-252v i-259A
组B:u-310v i-357A/u-318v i-362A
组C:u-274v i-291A/u-277v i-298A

IXGX120n60b组:
A:u-342v i-383A/u-336v i-375A
B:u-403v i-431A/未击穿!(其实是我冲到410v不敢再往上冲了)
C:u-364v i-388A/u-362v i-378A

另:在威力及效率上,ηA>ηC>ηB 动能(约):B>C>A(毕竟电压高)

综上所述,在磁阻式电炮中,IGBT是可以并联的,但应根据使用环境和条件选型。

另:以上实验结论仅为个人实验结果,因型号,环境不同,如需实际运用,还建议再另作测试,
此结果仅适用于磁阻式电磁炮,请勿盲目运用结论。

欢迎完善实验及结果!

实验装置(未连接互感器)277051

277050


阵亡的管子:277049
来自 电磁炮
1
2017-7-25 23:32:24
1楼
哟!不错哦,难得在电炮版见到带这么多参数的实验帖。
“击穿”指的是啥?开关烧毁吗?
有更详细的数据吗?比如线圈的线径,内外径和电感,弹丸参数之类的。
另外,“用互感器测量脉冲电流的峰值”是咋做到的?楼主有示波器吗?
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2017-7-26 08:26:30
WangGC(作者)
2楼
引用 三水合番:
哟!不错哦,难得在电炮版见到带这么多参数的实验帖。
“击穿”指的是啥?开关烧毁吗?
有更详细的数据吗?比如线圈的线径,内外径和电感,弹丸参数之类的。
另外,“用互感器测量脉冲电流的峰值”是咋做到的?楼……
是的,用互感器和示波器,击穿是指过流烧毁
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WangGC(作者)
3楼
再上一些数据:
线圈内径:7.6mm
线径:0.71mm
电感:约203uH

弹丸:直径6mm
长35mm
材质为304不锈钢

扼流电感:
磁芯材质:黄白铁粉
电感:约43uH

p.s:互感器是500:5的,接在示波器上,探头是在学校借的TCP0150,本来都截取了电流波形,但忘了存到优盘里...

[修改于 2 年前 - 2017-07-26 08:40:54]

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4楼
引用 WGC03:
是的,用互感器和示波器,击穿是指过流烧毁
这实验…真是下了大价钱……
是逐渐提高电容电压直到把开关烧毁吗?那个电流是两个IGBT的总电流吗?
这个是无关断的还是有关断的?
引用 WGC03:
材质为304不锈钢
话说,304没有铁磁性吧……能发射出去吗?
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WangGC(作者)
5楼
引用 三水合番:
这实验…真是下了大价钱……
是逐渐提高电容电压直到把开关烧毁吗?那个电流是两个IGBT的总电流吗?
这个是无关断的还是有关断的?
话说,304没有铁磁性吧……能发射出去吗?
回复1:对,从160v开始调,每次间隔为2v左右
是总电流,测的是和线圈之间连接线上的电流
回复2:我是在网上买的定位销,他说是304,点我估计就是铁的...可以发射
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WangGC(作者)
6楼
引用 三水合番:
这实验…真是下了大价钱……
为了推进电炮的发展...
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2017-7-28 11:37:40
2017-7-28 11:37:40
7楼
楼主的这些igbt有加其他的保护电路吗,还是说只是并联的三种方式不同。看起来用电感扼流的效果比较好,为什么不把两个均流线圈缠在同一个磁环上,还能缩小体积,是用单片机控制的吗?
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8楼
没太看明白图一的电路,那两根细的红线和蓝线分别是干嘛的?蓝线好像接的地,红线好像接的是g级,但为什么红线反向接个二极管呢,控制的电流还能流进去吗?发下实验的电路图呗。
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WangGC(作者)
9楼
引用 电容炸你一脸:
没太看明白图一的电路,那两根细的红线和蓝线分别是干嘛的?蓝线好像接的地,红线好像接的是g级,但为什么红线反向接个二极管呢,控制的电流还能流进去吗?发下实验的电路图呗。
想复杂了...那红线蓝线接的是遥控IGBT驱动的输出,那也不是二极管,只是连接两个gate的跳线,上面加了磁环防止干扰
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WangGC(作者)
10楼
引用 电容炸你一脸:
楼主的这些igbt有加其他的保护电路吗,还是说只是并联的三种方式不同。看起来用电感扼流的效果比较好,为什么不把两个均流线圈缠在同一个磁环上,还能缩小体积,是用单片机控制的吗?
只是这三种保护不同,其他条件一样,至于电感这个,我实验过共模,但其效果远没有差模电感好,可能是因为电流不均使得导磁材料过早饱和而使一部分储能浪费在电感上

[修改于 2 年前 - 2017-07-28 12:38:33]

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WangGC(作者)
11楼
引用 电容炸你一脸:
没太看明白图一的电路,那两根细的红线和蓝线分别是干嘛的?蓝线好像接的地,红线好像接的是g级,但为什么红线反向接个二极管呢,控制的电流还能流进去吗?发下实验的电路图呗。
我也不敢确定这个的原因...
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12楼
呃,那是小磁环啊,我还以为是二极管。
效果不好是指同电压下出口速度低了吗?
对管子击穿影响大吗?
有没有实验过磁环上反向绕制两个绕组,中间接在一起的情况。
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WangGC(作者)
13楼
引用 电容炸你一脸:
呃,那是小磁环啊,我还以为是二极管。
效果不好是指同电压下出口速度低了吗?
对管子击穿影响大吗?
有没有实验过磁环上反向绕制两个绕组,中间接在一起的情况。
1效果不好指的是效率低了,也就是你说的情况,但这个可以耐受更高电流...2“击穿影响”是什么意思?3没实验过,但磁场反向应该损耗会变大吧?求解
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WangGC(作者)
14楼
引用 电容炸你一脸:
呃,那是小磁环啊,我还以为是二极管。
效果不好是指同电压下出口速度低了吗?
对管子击穿影响大吗?
有没有实验过磁环上反向绕制两个绕组,中间接在一起的情况。
事实上出口速度和威力不能等价...要说动能的话,直接并联最好因为损耗小效率高,但从经济效益上讲...管子更贵点
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15楼
引用 WGC03:
1效果不好指的是效率低了,也就是你说的情况,但这个可以耐受更高电流...2“击穿影响”是什么意思?3没实验过,但磁场反向应该损耗会变大吧?求解
1'击穿影响'我是指的就是你实验的那些啊,极限电压与电流。
2.我提的那个绕制方法与接法的磁场是同向的,如果直接在磁环线圈中点抽头的磁场是反向的。根据我的理解啊,如果磁场是反向的,并且输入的电流的大小与相位一致(都是从一个点输入的,所以理应一致),那么这两个磁场相互抵消,磁环所产生的阻抗将完全是线圈的电阻所引起的,能量消耗全部是由电阻引起的。
我也不知道我这么理解对不对啊,要是不对请指正。
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WangGC(作者)
16楼
引用 电容炸你一脸:
1'击穿影响'我是指的就是你实验的那些啊,极限电压与电流。
2.我提的那个绕制方法与接法的磁场是同向的,如果直接在磁环线圈中点抽头的磁场是反向的。根据我的理解啊,如果磁场是反向的,并且输入的电流的大小……
1.在避免管子击穿这上,电感扼流是其中最佳的,这在数据上有所显示2.谢谢解答,我去用软件模拟一下看看,而且我还剩几个fgd的管子,可以实际试验一下
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WangGC(作者)
17楼
引用 电容炸你一脸:
1'击穿影响'我是指的就是你实验的那些啊,极限电压与电流。
2.我提的那个绕制方法与接法的磁场是同向的,如果直接在磁环线圈中点抽头的磁场是反向的。根据我的理解啊,如果磁场是反向的,并且输入的电流的大小……
你的方法可能更好...我这种是利用导磁材料的饱和来扼流的,所以我选用的是导磁率高的铁粉芯材料,损耗会大
你的方法应该利用的是磁场变化,不知道是否考虑磁芯饱和的问题,但如果是理想环境你的效率会比这个高。理解有误请指正
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18楼
1.没错,我说的同相位电流时产生相反磁场的是共模电感,当两绕组电流不同时,磁场无法完全抵消,那么其电感的感抗变大(原为零),就会起到均衡电流的作用。我是这样理解的,你研究研究,做下实验,我也不是很确定其实际效果。
2.这个应该不用太多考虑磁饱和的情况,因为这两组线圈电流相近,磁场近乎能抵消掉,所以这种接法不容易饱和。
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WangGC(作者)
19楼
引用 电容炸你一脸:
1.没错,我说的同相位电流时产生相反磁场的是共模电感,当两绕组电流不同时,磁场无法完全抵消,那么其电感的感抗变大(原为零),就会起到均衡电流的作用。我是这样理解的,你研究研究,做下实验,我也不是很确定……
解释的很透彻,谢谢
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2017-8-2 11:23:58
2017-8-2 11:23:58
20楼
我最近也在搞这个项目,要参加比赛,我用的是igbt模块并联4级,arduino控制双电源exb510驱动,自动检错,过流保护,电容用的是日立450v10000uf,90*140规格,炮管循环水冷

[修改于 2 年前 - 2017-08-02 11:24:35]

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WangGC(作者)
21楼
引用 ChairmanC:
我最近也在搞这个项目,要参加比赛,我用的是igbt模块并联4级,arduino控制双电源exb510驱动,自动检错,过流保护,电容用的是日立450v10000uf,90*140规格,炮管循环水冷
不错,arduino的速度在高初速情况下跟得上吗?如果使用模块貌似没什么问题了,模块的设计就是用来长时间应对大电流的,赛后能不能把详细数据发上来?期待结果,祝比赛顺利。

[修改于 2 年前 - 2017-08-02 12:56:36]

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WangGC(作者)
22楼
引用 ChairmanC:
我最近也在搞这个项目,要参加比赛,我用的是igbt模块并联4级,arduino控制双电源exb510驱动,自动检错,过流保护,电容用的是日立450v10000uf,90*140规格,炮管循环水冷
还要注意模块电流上升时间过短容易损坏...你那电容不错...花了多少?用在四级上有点浪费了...
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23楼
引用 WGC03:
还要注意模块电流上升时间过短容易损坏...你那电容不错...花了多少?用在四级上有点浪费了...
110一个,四级已经快做不起了
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24楼
引用 WGC03:
还要注意模块电流上升时间过短容易损坏...你那电容不错...花了多少?用在四级上有点浪费了...
有过流保护的,毕竟那东西炸不起
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WangGC(作者)
25楼
引用 ChairmanC:
110一个,四级已经快做不起了
每级用一个?我以为共用一个电容...从便携性来考虑不太方便啊,一般的4700uF每级到头了,这还是可关断。另外能说说过流保护怎么做的吗?谢谢
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WangGC(作者)
26楼
引用 ChairmanC:
有过流保护的,毕竟那东西炸不起
难道过流保护就是电流取样过流后关断IGBT?
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27楼
引用 WGC03:
每级用一个?我以为共用一个电容...从便携性来考虑不太方便啊,一般的4700uF每级到头了,这还是可关断。另外能说说过流保护怎么做的吗?谢谢
是四级共用的,另外过流保护是通过检测栅极和集电极的电位差的异常升高做到的,exb841芯片有自动过流保护的
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28楼
主要靠exb841的6脚钳位
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29楼
之前打错成exb510了,和另一个集成电路芯片搞混了
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30楼
如果驱动大电流要再接一个图腾柱,记得给igbt并联上稳压管,最好再接电容防止dv/dt过高损坏igbt
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31楼
我现在也在纠结图腾柱用哪两种三极管比较好
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32楼
引用 WGC03:
每级用一个?我以为共用一个电容...从便携性来考虑不太方便啊,一般的4700uF每级到头了,这还是可关断。另外能说说过流保护怎么做的吗?谢谢
一个电容有你脑袋那么大
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WangGC(作者)
33楼
引用 ChairmanC:
我现在也在纠结图腾柱用哪两种三极管比较好
用专用的驱动芯片吧,图腾柱延迟太大了,而且容易受干扰
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WangGC(作者)
34楼
引用 ChairmanC:
是四级共用的,另外过流保护是通过检测栅极和集电极的电位差的异常升高做到的,exb841芯片有自动过流保护的
这样...这个芯片功能挺完善
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2017-9-9 09:36:37
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35楼
楼主继流二板管用电流大一点的,这是教训
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WangGC(作者)
36楼
引用 rye55357991:
楼主继流二板管用电流大一点的,这是教训
这是当然..还要串个大功率电阻,不过我可以猜到你的经历
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