TK14 手提式连发电磁炮(8*22mm 97mps 16%)
托卡马克2023/10/05原创 磁阻炮研究 IP:陕西

*这是一篇鸽了5个月的文

在TK18中第一次尝试使用了3525的推挽升压,但由于设计仓促,效果只能算是差强人意,充电容只能做到200w的平均功率。随着boost拓扑的发射器的普及,电炮的设计流程也日趋完善,而电炮的其他性能也值得我们关注。我想制作一个体积小,威力大又有较快连发能力的电磁炮。因此如何更快速地为电磁炮电容进行储能成为了我的一个研究方向。

设计目标:

1.发射8mm口径到100mps

2.更快的连发速度:射速一秒两发,对应最大射速120rpm

3.便于携带的小体积和低调的外观


这些要求之中,对于我难做到的便是连发速度,tk18上的推挽升压设计的很不合理,导致连续发射时的升温较大而且充电时间也比较长。

经过寒假期间的学习和摸索,我在今年二月初搞出了第一台全桥谐振的ccps,使用ir2101s作全桥驱动,带有滞回稳压功能且能够对电容进行恒流充电。但是设计上仍有很多的不合理之处。由于谐振电容放在了初级导致它不仅体积较大,恒流充电容组的平均功率接近300w。

微信图片_20230926175446.jpg

1.3s充满了4550uf的电容组到400v:

WeChat_20230926181201.mp4 点击下载

微信图片_20230926181314.jpg

在三水的建议下改进了电路结构,将谐振电容由初级移动到了次级,效果好了许多,体积缩小了些而充电容的平均功率达到了400w

ee95b1e951ffe01ec69328bdbf0f1a9.jpg

微信图片_20230926182501.jpg

后又将变压器换成带抽头的,改用了新的推挽谐振进行充电,仍然是二倍频恒流

微信图片_20230926182742.jpg 1e0982bc7c13929a43c1a22f8658b4e.jpg

又换用了非晶材料的变压器,重量和功率都再次得到提升,充电容的平均功率超过了500w,峰值功率接近了1kw,而重量却只有120g,体积67*49*36mm。

微信图片_20230926182948.jpg b5bba4fc77688083a6bb93a12d53d8a.jpg

充本次炮上使用的3050uf的电容组只需要不到0.5s,达到了设计的目标

微信图片_20230926183047.jpg

电路板的设计与之前相仿。功率电路的设计相对简单,只是在最后级能量的处理上使用关断加压敏电阻,其它的设计和之前的流程一样,选型,线圈估算,跑仿真。因为设计目标是将8*20mm加速到100m/s,根据8mm的常规效率估算,需要总储能约250j。

为了更小的体积选择了16*40的电容,这个体积下的电容相对难选,选择的BXW 400v140uf和尼吉康的450v120uf。单极线圈长15mm,这个距离也刚刚够塞下每级to-247封装的igbt。

先在模拟器中计算好了线圈参数,再用maxwell计算。在外部激励上用位置触发做多级仿真,效果很好。

电流时间曲线

屏幕截图 2023-09-27 102151.png

受力时间曲线

屏幕截图 2023-09-27 151922.png

diy了台绕线机

微信图片_20230928153907.jpg

组装好的发射电路重量1.1kg

屏幕截图 2023-04-03 101727.png

微信图片_20230928154638.jpg

射一下试试

微信图片_20230928154726.jpg

VID_20230421_163118(0).mp4 点击下载

画外壳的时候纠结了一下,本来想做成和TK18同款的。考虑到发射器的枪机和握把都太不低调了,干脆颠倒过来做成一个工具箱型的。电池选用了4s 3000mAh的,塞进前面保持重量平衡。

屏幕截图 2023-09-28 160802.png

无标题 v3 v60.png

这下看起来就很低调了,还加入了两个风扇用于升压和线圈的散热。弹匣设计成了双排单进的,最大容纳22发。但是最后会有一发死弹无法供到位。

屏幕截图 2023-09-26 163317.png

微信图片_20230928161633.jpg

但是画外壳时发现弹太短供弹没法固定住,所以改成了8*22mm的弹,动能几乎不变速度降低到97m/s。打印好外壳后进行装机。

微信图片_20230926190555(1)(1).png

装壳后称重不到1.8kg

微信图片_20230927152817.jpg

在后续使用过程中,在快速连续发射时出现了压敏电阻的损坏。又在压敏上并联了电容和水泥电阻辅助吸收。

与前作对比,外形看起来和谐了许多。

微信图片_20230928163147.jpg

发射速度测试

微信图片_20230926190602.jpg

连发测试

WeChat_20230926190607.mp4 点击下载

1fe9e73e20f21e2c4ca8389b1e925d40.mp4 点击下载

1mm钢板测试

WeChat_20230928164000.mp4 点击下载

精准测试

21331bedadbbb14263c2bc637e71000a.mp4 点击下载

还可以使用图传第一视角进行瞄准

e46f20038d1a4d0368c20f4174449351.mp4 点击下载

使用展示:

aba5ba93ae0cbc9096cd57d70c666751.mp4 点击下载

14级电磁发射器参数:
重量:1.8kg(含空弹匣)
整体体积:290mm*165mm*50mm
电容组:400v 3050uf(使用410v)
发射弹药:8*22mm A3钢柱 8.4g
弹匣容量:20
初速度:约97m/s
枪口动能:约40j
效率:16%
续航:每次充电>300发
最大射速:每分钟120发

attachment icon TK14电磁发射器说明.pdf 523.70KB PDF 632次下载 预览

+1  科创币    客星晨出东方    2023/10/05 大佬牛逼
来自:物理高能技术 / 电磁炮动手实践:实验报导
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~~空空如也
Ball_Lightning
5个月16天前 IP:中国
926791

这个CCPS太强大了,可以把电路放上来吗

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肖特基的救赎
6个月18天前 IP:内蒙古
925904

看完此贴后今天午觉梦到在打丧尸,几个人用小手枪几乎没什么战斗力,然后旁边托卡递给我一把电磁炮(?),一梭子下去打出了近防炮的声音,战斗立马结束 sticker

说正经的想问楼主最终版本的ccps用了什么主控,功率管和驱动,非晶环尺寸是多大的,开关频率是多少,详细参数比较好奇

还有楼主上一篇TK11的文章是提高了阅读权限吗,我这里看不到了 sticker

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blki
6个月19天前 IP:河南
925885

大佬牛逼, sticker ,这个造型好像fmg-9

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blki
6个月19天前 IP:河南
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大佬牛逼, sticker ,这个造型好像fmg-9

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肖特基的救赎
6个月18天前 IP:内蒙古
925904

看完此贴后今天午觉梦到在打丧尸,几个人用小手枪几乎没什么战斗力,然后旁边托卡递给我一把电磁炮(?),一梭子下去打出了近防炮的声音,战斗立马结束 sticker

说正经的想问楼主最终版本的ccps用了什么主控,功率管和驱动,非晶环尺寸是多大的,开关频率是多少,详细参数比较好奇

还有楼主上一篇TK11的文章是提高了阅读权限吗,我这里看不到了 sticker

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暗影魔王
6个月18天前 IP:广东
925906

好强


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暗影魔王
6个月18天前 IP:广东
925911

是3525推挽给非晶磁环吗?


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LoserWong
6个月17天前 IP:浙江
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666

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zRed洲虹
6个月17天前 IP:中国
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说明书是什么鬼 sticker sticker

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大魔王走了o
6个月17天前 IP:山西
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升压模块的话,需要体积小并且功率大,要不试试氮化镓开关电源吧,咱们可以合作一下。

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大魔王走了o
6个月17天前 IP:山西
925998

升压模块试试氮化镓全桥llc,平面变压器,感觉功率密度能拉满。

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Master_Wang
6个月15天前 IP:河南
926076

太强了,膜拜

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rb-sama
6个月14天前 IP:湖北
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sticker 效率绝了,16%,如果线材电阻能进一步减小就好了。

现在的CG遇到的问题就是加速距离越短,效率越低,因为电流越大


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Triority
6个月14天前 修改于 6个月8天前 IP:北京
926116

太强了


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二甲基亚砜
6个月13天前 IP:山东
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sticker 真帅啊

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七柒月漫
6个月12天前 IP:广东
926159

说明书都有了,我差的是说明书吗?我差的是购买渠道!😭


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暗影魔王
6个月10天前 IP:广东
926206

大佬,你这款示波器怎么样?

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冷血
6个月9天前 修改于 6个月9天前 IP:新疆
926255

大佬,佩服,,,,,示波器咋样,好用吗/推荐一下啊


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二次元的创世科技
6个月8天前 IP:山西
926266

绝了

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Triority
6个月8天前 IP:北京
926290

充电电路用的是zvs嘛,还有变压器是自己绕的?

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Flander
6个月6天前 IP:安徽
926346

大佬可以给个大致原理图或者设计思路吗,仅作研究学习使用

我自己也制作过两台电磁炮,用的是光电出发,效率很低,充电速度慢,希望能学习一下大佬的充电电路和多级加速设计,我自己做的容易炸管子

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zRed洲虹
6个月5天前 修改于 6个月5天前 IP:中国
926352
引用Flander发表于19楼的内容
大佬可以给个大致原理图或者设计思路吗,仅作研究学习使用我自己也制作过两台电磁炮,用的是光电出发,效率...

看托卡以前的帖子,有原理图

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虚无缥缈
6个月1天前 IP:安徽
926458

大佬可以详细解释一下二倍频恒流充电吗。一直在为充电限流烦恼,目前都是串联瓷片电容限流,充电太慢了。谢谢了。

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eckytima
6个月1天前 IP:浙江
926462

大佬牛逼

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Ball_Lightning
5个月16天前 IP:中国
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这个CCPS太强大了,可以把电路放上来吗

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ga7705
4个月7天前 IP:广西
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这和广西的公文包一样,不知不觉中放倒好多人。第二天醒起来,提上公文包,继续放倒好多人 sticker


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高橘粉
2个月17天前 IP:中国
929030


大佬,igbt还是4067吗?

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乡下人
2个月13天前 IP:浙江
929157

相当给力,有搞头

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hwdz
1个月25天前 IP:天津
929891
引用暗影魔王发表于14楼的内容
大佬,你这款示波器怎么样?

看他那款示波器跟我的FNIRSI平板示波器好像啊!但左下角的LOGO变成了TABLET


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supcond
1个月13天前 IP:四川
930110

大佬,可否提供有偿服务定制电磁弹射装置,发射孔径基本一样,但是发射长度需要一米,而且需要多个1米的模块串接,线圈的触发方式也要从光电换成霍尔磁场 ,但是单个线圈的脉冲磁场不需要多高,因为发射速度不需要多高。这个需求是业务需要,用来做管内物料传输的,感觉自己从头做这个事没有必要,大佬都已经做得这么成熟。

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lingdongtingone
11天12时前 IP:山西
931070

这个厉害啊

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傻傻的發呆呆
1天13时前 IP:重庆
931407
电源部分

大佬电源部分可以细讲下吗  或者有偿实物  电源是真难搞 我手搓了两个逆变模块,充电又慢发热还严重,在网上买了3个要不就是烧了要不就是不稳定😭😭😭


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