线圈外裹厄铁技术验证
潜伏 2019-9-8原创 电磁炮
关键词
厄铁线圈炮

之前在论坛上面看到 关于线圈外裹厄铁的仿真 ,受到启发做了3组对比实验,分别是完全没有厄铁,两边裹上厄铁和厄铁全包裹。

IMG_20190123_174451.jpg

用剪刀剪好的薄铁片

IMG_20190124_193419.jpg

在线圈两端卷成

IMG_20190125_005123.jpg

实验现场照片

厄铁材料采用dt 4c电工纯铁薄片卷成,用502胶水 

固定材料和加工工艺有限 ,要是有cnc可以直接拿一整块电工纯铁雕刻而成就好了

IMG_20190714_183547.jpg

在现场直接记录有厄铁和无厄铁对比数据,比较难看懂,我在这里翻译一下:


检测8mm钢珠子弹通过光电开关的时间,有厄铁时耗时400us,无厄铁500us

       30mm铁棍子弹通过光电开关的时间,有厄铁时耗时1100us,无厄铁1200us

为了排除偶然性,在400V和300v都做了一边实验,因此得出结论:有厄铁时,效率大幅度增加



时隔半年,开始做厄铁全包裹和厄铁半包裹的对比试验,关于全包裹和半包裹 可以参考图二和图三 ,或者查看放在末尾的视频


检测 30mm铁棍子弹通过光电开关的时间,全包裹300V时1600us,半包裹时1560us,全包裹400V时1240us,半包裹时1270us




写下结论, 全包裹和半包裹差别不大,而有厄铁对比无厄铁,是一次不小的提升






     


+1  学术分    虎哥   2019-12-27   研究精神可嘉,实验方法总的来说靠谱。建议试试仿真。
来自:高压与强磁 / 电磁炮
 
7
2019-9-8 14:57:45
1楼

在现场直接记录有厄铁和无厄铁对比数据,比较难看懂,我在这里翻译一下:

这个地方可以再进一步翻译一下吗?毕竟这个地方得到的结论是“有轭铁时,效率大幅度增加”,但是却又没直接给出效率的数据。

关于“全包裹和半包裹差别不大”,可能是因为这里用的线圈比较“厚”,就是外径和内径的比值比较大。或者也可以说是轭铁(和线圈相比)比较“薄”。如果换用比较薄的线圈,或者更厚的轭铁,全包裹和半包裹的差别应该就会十分显著了。还有一个地方是,直接给线圈加轭铁而不修改线圈参数的话,会导致磁场存在的时间变长不少,让回拉变得更严重。这个会不会也影响到了“全包裹和半包裹”的效果的对比?

另外,楼主有空的话,可以把更详尽的数据给出来吗?比如线圈的内径 外径 长度 匝数,轭铁的各个尺寸,用的弹丸的直径 材料,用的电容的容量发射时的电压等等。毕竟来都来了,也不差多敲这几个字嘛。这些参数很多都只需要尺子量一下或者万用表戳一下就行,对作者来说颇为简单。但是对读者来说,整篇帖子的参考价值一下子就能提高不少😂何乐而不为呢

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2019-9-10 11:25:06
2楼

我赞同作者的结论,因为子弹是铁质的,用铁质的东西来增加磁场,这样比较和谐。就行电机一样,从来没见过转子是铁的,而定子又不是铁的。如果有那肯定是奇葩😂。用铁芯定子可以在没有铁心的时候以同样的圈数和电流过得更大的磁场,但是铁心容易饱和,所以尽管效率提高了,但是最高速度可能真不如不加铁心的。所以结论是,磁阻式电磁炮还是适合做玩具,要想威力很大还是放弃吧

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3楼
引用被上帝诅咒的猫发表于2楼的内容
我赞同作者的结论,因为子弹是铁质的,用铁质的东西来增加磁场,这样比较和谐。就行电机一样,从来没见过转...

“磁阻式电磁炮还是适合做玩具”,那只能说是功夫没有到位。真下功夫去做的话,比如投个等效十万人民币的研发成本,磁阻炮的前景还是很光明的。

比如用纯铁做轭铁,我们可以比较容易的在炮管内得到2T的磁感应强度。这个磁感应强度对应着1.6MJ/m³的磁场能量密度。如果我们用纯铁弹丸的话,弹丸扫过的地方磁场能量密度就会大概归零,所以弹丸动能大概就等于弹丸扫过的空间内的磁场能量。举例来说,8mm口径圆柱形弹丸,在这种情况下,经过1m的加速距离,就能得到80J的动能。而此时基本所有铁磁材料都只是压着饱和磁感应强度的边,也就是2T在使用的。如果多加点能量,把磁场搞到3T,4T,那动能还能再变成原来的2.25和4倍。这东西不论搁到哪里,都不能说是玩具了。

而且粗略的估计表示,即使用现有的元件和材料,也是可以在3到5kg的重量下,实现比如前面提到的3T磁场对应的性能的。对于“把几g重,口径8mm往下的弹丸加速到亚音速(比如两百多m/s)的便携装置”这样的应用来说,磁阻炮相对于其他类型的电磁炮,是有压倒性的优势的。不仅是性价比优势,而是单纯的性能优势,比如相同出速射速下,重量轻得多这种。所以说,磁阻炮该搞还是要搞嘛。


[修改于 10 个月前 - 2019-09-10 15:57:37]

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2019-09-11 08:10:07
潜伏(作者)
4楼
引用三水合番发表于3楼的内容
“磁阻式电磁炮还是适合做玩具”,那只能说是功夫没有到位。真下功夫去做的话,比如投个等效十万人民币的研...
同意三水的观点,磁阻前景光明 ,但是我们民间自玩 ,限制的不是控制技术 而是材料技术 。磁饱和犹如拦路虎,阻碍磁阻的前进速度
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潜伏(作者)
5楼
引用三水合番发表于1楼的内容
在现场直接记录有厄铁和无厄铁对比数据,比较难看懂,我在这里翻译一下:这个地方可以再进一步翻译一下吗?...
好的,这几天会补上的
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2019-11-02 03:02:50
2019-11-2 3:02:50
6楼

终于有人针对这个悬念做实验了,赞扬!

其实差不多量级的技术没有必然的前途或者下场,明白技术的极限在哪里,发挥特长总有用武之地的。

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2019-11-20 10:16:44
2019-11-20 10:16:44
潜伏(作者)
7楼

哈哈,谢谢虎哥的鼓励!我今天把表格重新码了一遍,没想到鸽了这么久了😀

批注 2019-11-20 101628.jpg


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2019-11-21 16:11:08
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8楼

按道说不应该用这种“绕”的方法,这样的话铁芯会形成短路回路,应该使用径向的铁片或者铁氧体来实现吧?

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2019-11-25 18:34:42
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潜伏(作者)
9楼
引用9zhmke发表于8楼的内容
按道说不应该用这种“绕”的方法,这样的话铁芯会形成短路回路,应该使用径向的铁片或者铁氧体来实现吧?

我希望这么做,但是加工工艺没有,没有雕刻机。

年底我会去买一台回来


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2020-02-16 21:29:18
2020-2-16 21:29:18
10楼

这个是有相关资料的,我之前看到的资料是用环氧树脂+铁粉包裹线圈,也一定程度上有助于散热。

贴片什么方向都无所谓,因为用薄铁片是为了减少高频涡流损耗。电磁炮线圈电频率不高,所以就无所谓。

我觉得可以用一个高磁导率材料(如电工纯铁什么的)圆环把线圈全部包住,留出孔替代现有方案。

另外至于全包裹还是半包裹需要计算一下材料是否磁密是否饱和,我个人感觉是包裹的铁片太薄导致效率不高。


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2020-04-06 00:39:08
2020-4-6 0:39:08
11楼

理论上加导磁铁轭能够降低磁阻使回路更加容易形成B和H都能得到增强,我仿真了一下,有一定效果。图一是加了导磁铁轭,图二是未加导磁铁轭的v-t图像。

加了导磁铁厄.PNG 图一

未加导磁铁轭.PNG 图二

请忽略速度直线下降那一段,那是band区域设定的最大运动范围,超过后就停止了。

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2020-05-12 22:22:35
2020-5-12 22:22:35
12楼

包住了后把原来辐射出去的磁力锁在包里,提高了磁场强度就提高了效率吧!应该是这样理解吧?

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13楼
引用潜伏发表于4楼的内容
同意三水的观点,磁阻前景光明 ,但是我们民间自玩 ,限制的不是控制技术 而是材料技术 。磁饱和犹如拦...

不知道新材料 石墨烯能不能用这个上面 sticker 提高饱和度


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