[连载]EP-65:一台高压电磁发射器是如何炼成的
WangGC2018/10/30电磁炮 IP:北京
引言

初入坑电炮时曾受@Ma3.02的守望YB-5的影响,计划做一台能够实用化、便携、性能优异的电炮,但因为对整个设计过程不甚了解,迟迟没有动手。后来在和@三水合番交流后得到很大鼓励,加之一段时间的学习中已经基本有了一些思路,遂下定决心,开始了EP60-EP65(EP为我的命名习惯,不代表一共有65个版本)工程。

预计的设计指标

由于走的是“实用、便携、性能优异可靠”的路线,也困于没有时间和设备加工,所以整个加速系统的大部分机械部件都将使用可以便捷购买的标准件,只是在此基础上做一些简单加工。

整体电子学结构为光电检测,为了安全和系统稳定性驱动-功率(强弱电)全部光-电/电-磁隔离,这样哪怕只有一级能够正常工作,弹丸也可以被发射。控制部分有简单的人机交互程序,能够反馈基本情况以及根据操纵者指令更改运行情况。开关采用IGBT并管。

机械结构最终测试完成后使用6061铝合金及环氧板做框架和内部系统绝缘隔离

为了能把电磁发射的优点最大化,我将其设计为可以单发/连射的两种模式,并且会在之后尝试使用各种手段将有效射程及精准度提高。

一些基本参数(预计):

电源:22.5v 6s 6Ah 30c Li-ion电池

加速级数:14

电容组电压:450v

总储能1kJ-1.5kJ(由于有关断,所以非一次性全部消耗)

期待初速:110m/s+

弹丸:ø6mm*25mm GB-119 #45钢制圆柱

加速管材:内径6.2mm壁厚0.3mm不锈钢管

线圈线材线径:0.8mm高温铜线

射速上限:120Rpm

此次技术难点主要在电容充电和缩短延迟上

120Rpm的射速即0.5s/发,是一个较快的速度了,这意味着至多需在0.5s内使电容电压升高至设定发射电压(可由操作者更改,最终体现于弹丸动能),假设发射后电容余电为220v,储能1.5kJ,则升压器的净输出功率须高达约2282W,折算效率若为85%则需约2685W输入功率,这意味着电池和开关管要承受的瞬态电流为170A左右。

预计初速破百,也就是1ms的延迟对应10cm的误差,所以想要高效率,高初速,必须要控制好系统的延迟,并适当加大各级间距,若效果不理想,可以尝试光电-单片机混合控制以增加精度。

关于连载

由于是学生党,所以可能更新不会很频繁,制作过程也会时快时慢,一期目标为搭建整体构架并完成全部上电测试,时间6-8个月(可能会附加一些调试电源的时间),二期目标为编写控制系统和外形设计,包括供弹系统,约4个月。一期期间基本保持周更,二期为有进展后更新。整体过程可能耗时1年至2年。

最后

希望最终这个工程能够完成各项指标,欢迎各位一起交流探讨,轻喷也是可以的2333

致谢@三水合番@Ma3.02的守望@虎哥@金坷居士@坚持and突破以及@rb-sama的支持和指导

[修改于 5年0个月前 - 2019/04/01 21:17:47]

+1  科创币    rb-sama    2019/04/19 优秀的设计
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