楼上有＜＜电炮原理＞＞吗?我找这本书找了很久没找到,您能发给我吗,谢谢.

我的邮箱是HACKER0072003@XXXXXXX

[em10]

重接炮其实就是感应线圈炮，你如果有电炮原理，应能明白。

其实造电磁枪的关键在于对电磁基本原理的充分理解（主要是电压、电流、电阻、磁场强度、磁动势、磁通、磁阻等），另外要理解象1、能量守恒（电能磁能转换）2、怎样在所需加速度的时间内放出相匹配的电能。3、怎样在输出电能一定时，在可能的情况下，尽量减小所产生磁场的体积。

说明一下线圈圈数的多少，没有什么高低好坏之分，先理解动能量守恒。只要电源匹配、放电时间匹配（也即放电能量一样），线圈体积一样，同样材质的一匝线圈和一亿匝线圈所产生的磁场强度是一样的。所以电磁枪的制作选多少匝的线圈不是关键。关键是你在多长时间内在多大的空间能提供多少能量，比如说，10焦耳的电能释放到一个1立方厘米体积的线圈上产生的磁场强度等于100焦耳的电能释放到一个10立方厘米体积的线圈上产生的磁场强度（同样的材质，同样的时间，可以是远不相同的匝数）。

剩下的就是你的目标是多高的出口动能了（在出口动能一定时你的弹丸质量决定你的出口速度），这个目标决定了你可选择的方案。对于单级高出口动能的方案，只能是感应线圈式或导轨式。对于业余玩来说，受限于资金，时间，体积等要求，可选择多级磁阻式。这种方式在业余条件下是效率最高的、零部件最好找，相对比较安全。但遗憾的是，这个方案对电子电路控制方面的要求较高，另外大多选这个方案的都没有采用合适的轭铁，造成效率奇低。在采用轭铁和合适的关断后磁能回输电源的装置后，这种方案可轻松做到50%以上的效率，具体可参考《开关磁阻电机设计与应用》这本书，网上应能下到。当然这种方式如用回旋加速器的道理做成圆环状的枪管（子弹可以是圆的也可以是以圆柱体的），在高效率下实现破音速也不是什么不可能的事，不过你要熟悉单片机编程，另外就是机械加工了。

至于我在阿丕的帖子里回的感应线圈式的，从电容的选用到弹丸及线圈和开关，已说得很清楚了，还有不理解的，如提高效率等，就要在实验中理解和解决了，提醒一点，用环氧树脂封装线圈时要加上碳纤维布，不然就等着它炸裂吧。

最后说明一下，在使用超过千伏以上高电压大储能的电容时，绝对不能犯错，要做好适当的防护，否则一次错误的代价很有可能就是你的生命。

同意安酷,其实气隙的储能比导磁介质大的多.

有一个问题我始终有点不太明白,钢的磁饱和强度一般在1.5T左右,我算了以下,按照一般使用的线圈和弹丸参数,当线圈电流大于50A时,弹丸就已经饱和,那么我们使用几百安的电流是否有意义?或者弹丸受力与是否饱和无关,而只与安匝数有关?

与感应式相比，磁阻式有个磁饱和的致命缺点，饱和前，对弹丸的作用力与电流平方成正比关系，而饱和后就只能与电流成线性正比关系，不过我们业余爱好还是选择磁场阻式的好，毕竟饱和度只超过几倍，结构也简单。所以没必要一味地追求大电流，我个人比较提倡多级化，效率高。

与弹丸饱和有直接关系的是线圈的磁感应强度；线圈的体积、电感量、电流共同决定了磁感应强度；而漆包线直径，线圈形状、匝数只决定了线圈的体积和电感量；理清以上关系，我想，线圈匝数问题也就解决了。

看来是要解释一下了：

加入合适的轭铁且在不饱和情况下，效率的提高主要在于：

1、磁阻变化率的增大（a：没有轭铁的情况，在没有铁心弹丸通过时，整个磁路有最大量的空气隙存在，这时磁路磁阻最大。在铁心弹丸通过线圈的正中间时，空气隙变得最小，这时磁路磁阻最小。这种情况的最大空气隙和最小空气隙之比就是磁阻变化之比，这个磁阻变化比根据弹丸形状的不同在百分之几到贰拾几之间，这个磁阻变化决定了根本效率的提升。在用相同的线圈和电源驱动时，子弹的形状决定了最终效率，也即子弹用钢珠的效率要远小于长圆柱体形的子弹，就是因为长圆柱体形的子弹在进入线圈中心位置时，整个磁路的磁阻要比用钢珠子弹进入线圈中心位置时要小。b：加入合适的轭铁且在不饱和情况下，因有大量空气隙的磁路磁阻远大于没有空气隙的磁路磁阻，如能做到铁心弹丸进入线圈后整个磁路用铁磁物质完全闭合没有空气隙且不饱和，这时磁阻变化率比近乎百分之一百，不考虑电阻等损耗的话，效率就是近乎百分之一百。当然这时理论上的，不过实际应用中的开关磁阻电机的效率都在百分之八十以上在选用合适的关断后磁能回输电源的装置后。而多级磁阻发射装置的拓扑和开关磁阻电机是一样的。）

2、电路中由于轭铁的存在，在同样产生最高不饱和磁场情况下，回路中的电流可以减小，这样电阻热损将大幅减小。

如有异议，继续探讨。

在不饱和情况下应该是goldcyd所说的情况,效率也会比较高

我们所做的电流一般都大于100安,有的大于300A,这时弹丸已经完全磁饱和,磁饱和导致磁导率减小,于是磁阻重新增大,这直接导致弹丸在线圈外和在线圈中点时磁阻变化不大,这时用轭铁可能没有什么效果,甚至会相反,如过能用50A以下的电流做出来就好了,那样控制要方便的多,弹丸也是不饱和的,效率也高.只是那样的瞬时功率很小,线圈和弹丸长度会增大.

在磁芯不饱和的情况下，确实象goldcyd 所说那样，很多人也都知道，但问题是加入的磁芯肯定会饱和啊，因为无论如何，都得遵循能量守恒。我再解释一遍线圈对弹丸做功的过程，拿拉弓射箭做比方吧，线圈建立磁场就好比手臂拉弓弦的过程，手臂拉力转化成弦的‘张力’，而‘张力’所带的能量肯定要大于箭的出射动能（这个不用解释了），所以，轭铁要想起作用必须要能存储较多的能量，起码要比弹丸的出膛动能大！但体积合适的轭铁远远不能（前面已经证明）。

假设加入的轭铁不会饱和（还有弹丸也不会饱和），仔细想想，确实效率会超过50%，但要让弹丸不饱和则比轭铁难多了，因为截面积小。

总之，我是认为轭铁乃可有可无的部件。

不能简单的用弓箭这样解释，现有的电磁炮基本都有对应的电动机拓扑，对电动机大家都有了解，一般的电动机电能转换动能效率都在60%以上，高质量的有90%以上的效率，理论上是100% ，这是电磁炮的理论基础。

理想模式（无电阻产生的热损，摩擦产生的热损等）的电磁炮效率的提高其实就是对磁力线的有效利用，漏磁越小，效率越高。导轨炮、线圈炮的理论效率都不会超过50%，因为至少有一半的磁通不能利用，而磁阻式的理论效率是100%，就是因为轭铁的关系使得它可以100%利用所有磁通（一定要使弹丸过中点前关断供电并使电路反向，这时磁能变为电能回输到电源，当弹丸过中点时电流将到接近为0，这样才能大幅提高效率。用这句话作为前面两个帖子都提到的这句话“在选用合适的关断后磁能回输电源的装置后”的解释。）当然磁阻式的缺点就是在弹丸不饱和时单级磁能推力很小，最高才2.4特（弹丸也要是铁钴合金，所以自己做着玩时要用多级推动模式才能达到较高的初速），铜质材料的导轨炮和线圈炮极限能到20特以上（特种材质能达到50特以上）。

不知道怎么贴图，想贴一个带“合适的关断后磁能回输电源的装置”使用IGBT驱动磁阻式线圈的电路原理图。

刚才没仔细看，不知道你说的开关变压器是不是铁氧体的，如是，则最高工作在0.5特饱和情况下，发热严重，实用一般都工作在0.2到0.4特之间。当然用铁镍50和一些钴基微晶的开关变压器例外（能达到1.4特以上，除军用、航空、航天和特殊应用，因价格太高）。而用超薄趋向硅钢薄带作轭铁可工作在2特，当然在刚形成闭合磁通时因截面积过小局部可能达到2.4特的超饱和磁通（但这对效率影响不大）。效率高、体积小的带轭铁多级磁阻式的工作电流宜在40安左右为佳，用这些数据你再算一下？

我看你很喜欢用磁阻式不带轭铁大电流低效率模式（级数的多少在理论上和效率没有必然联系），这样怎能做出高初速高效率的东西比过那些老外呢？

欢迎继续探讨！

这才是关键,现在使用的钢质弹丸因为磁饱和的原因限制了磁感应强度随着磁化强度增长,电流增大到弹丸磁饱和时,额外的电流大部分被浪费,造成效率低下,使用小电流不饱和模式虽然效率高,然而又导致单次加速能量不足,加速力小,必须采用多级加速,这始终是一对矛盾,关键问题还是弹丸的磁饱和强度,如果能有磁饱和强度达20T的导磁材质做弹丸,使弹丸超音速也是容易的事.

对于磁阻式，降低铜损的有效办法是减小电流，除非采用超导线圈。因此关于多级加速，应该有所研究才行。绕制时采用特殊形状的铜线可以使枪的形状比较合理，而加大长度也是情理之中的事情。电流降下来了，开关器件的体积就可以很小，甚至可以采用普通VMOS开关管，成本和寿命都可以得到保障，而电容的寿命也容易保障，电容耐压降低以后，体积减小，即使用多组电容对应不同加速线圈，体积也不会比单级大电流方案大。关键是，效率也许能够做到很高。

快捷回复方式不能贴图。回帖如果要贴图，只有点击每个帖子最上面一行的“回复”链接，进入标准回帖页面，然后把图片作为“附件”上传即可。这个版的图片允许大小好像是200K。

图书请在“资源共享”版上传，经过努力，现在已经支持最大20M的附件，我想应该够用了。

之所以用普通开关变压器做比较，是因为这些材料离我们普通爱好者比较近，做起来比较现实点，如果取材太偏，也就超出了业余制作的范围。我是个业余爱好者，我会用一些比较现实的方法去实践想法，正所喂没有实践就没有发言权，我说的一些都是个人经验总结，而不是什么纯粹的理论推导，提出来都是共大家参考的，并不是炫耀什么。

不是我“喜欢用磁阻式不带轭铁大电流低效率模式”而是我认为这是目前业余制作比较现实的一种方法而已，想必goldcyd 肯定能做出小电流高效率的电磁Q咯，那我就拭目以待了，呵呵，到时候还请多多指教啊；

如果只以老外为目标的话，眼光就太浅了，我以前就说过了，没必要被老外限死，无论是效率还是速度，而且现在我也做到了，在新版本的初步实验中，效率也达到8.8%,速度嘛就不便在公共场合说了。

有些观点重复太多也没意思，是对是错，自有大家认同。

刚才，最后一句话没有太推敲，应把高初速高效率中的高初速去掉才对，说错了，向你道歉！

其实 ，在枪的体积内想兼容高效率50%以上和高初速150米以上我是做不到的，理论上可以，就是用环形枪管，我前面说过。但我做不到，原因前面也说过。

另外，取向硅钢薄带并不贵，几十元一公斤，2特。而铁钴合金几千元一公斤，2.4特。

好了，其它不多说了，期望看到此帖的朋友能对电磁枪有个更明确的认识。

欢迎继续探讨！

另：把尽快制定不同类型电磁枪的口径标准中前两天所回一贴转贴到这可能对想试验带轭铁磁阻式的有些用。如有不妥，请版主删除。

不能采用铁氧体，饱和磁感应强度太低，不到1特斯拉。一般的铁在1.8左右，电工铁高些，最高的是铁钴合金1j21或1j22在2.4特斯拉，最贵，可做磁阻式的轭铁。超薄取向硅钢带在2特斯拉左右是做轭铁的最好材料，实在找不到就用刷绝缘漆的细铁丝绕成合适的轭铁形状。要远比不用轭铁的线圈效率高。

使用轭铁时，轭铁的截面积理想状态应等于弹丸的截面积，这样在合适的电流下，可以控制轭铁和弹丸都不饱和，使磁阻变化最大，效率最高。但实际使用时，应使轭铁的截面积大于弹丸的截面积，在电流控制上使轭铁达到最大磁饱和强度，这时弹丸处于超饱和状态，这时磁阻变化率减小，效率会降低一些，但单级初速会提高，具体轭铁的截面积要大于弹丸截面积多少，要根据自己对效率和弹丸出口速度要求来定了。

在使用轭铁后，弹丸就可以不用采用太长的了（不用轭铁时，弹丸长一点效率才会高，前面解释过原因），在相同的效率下，弹丸越短，出口速度越高。但弹丸最短有个极限，就是能完全用铁磁物质封闭整个磁路，这样的话，若使弹丸短，线圈也要短一些，当然可采用不同形式形态的磁路（如无需采用弹丸在线圈内通过的模式，可把线圈绕在带一缺口的矩形轭铁上，弹丸从矩形轭铁缺口通过，这种模式还可使用到圆环形的枪管上，利用回旋加速器的道理，做出高效率破音速的东东，如果做多个并在一起同时发射，可以形成弹幕射击，嘿嘿），以满足弹丸比较短（质量小），兼顾初速和效率。

本不想这么快给出答案（还有其它更好的形式，要自己想哟！），既然是创造论坛，就要让大家共同探讨思索。

欢迎继续探讨！

扬声器上的导磁板是什么材料我不知道，不过一般高导磁率的（如玻莫合金几十万的初始导磁率）材料饱和磁感应强度都很低（很少超过1特，不过永久磁体也少有超过1特的），但这种材料都很贵，普通扬声器肯定是不会采用的。如果用的是电工软铁的话，饱和磁通就是1.8特左右，如果用的不是这种材料，饱和磁通肯定小于1.8特。

下面是我的猜测：如果是我设计普通扬声器的导磁板，我不会用成本很贵的材料，电工纯铁和普通的低碳钢比价格还是贵得多，但导磁率却高不了多少。另外扬声器的磁路是恒磁的，所以对剩磁要求不高。同时电工纯铁的机械强度远不如低碳钢，这样普通扬声器的导磁板我会选择低碳钢。

如果我上述假设正确，这个导磁板即使饱和磁感应强度够了，但矫顽力比较高，尺寸较厚，这样铁损也将较大。正像安酷所说假设终归是假设，有待实验证实。

如果实在找不到合适的轭铁材料，可以考虑用刷绝缘漆的细铁丝（比电工纯铁的性能差一些），能绕成任意形状的轭铁，这样能减少漏磁减少铁损。不利因素是绕成的轭铁中间有不少空隙，这样产生同样的磁通需要更大的截面尺寸，另外两端的感应电压也会很高。

另外提醒一下，实验带轭铁的，电路一定要用过中点前关断并回输电源装置（每一路要两个IGBT，参见开关磁阻电机，网上有相关的电路）。

导磁板的矫顽力应该很小。儿时没少玩过喇叭，印象中除了磁钢有磁性外，其他的部件好象都无磁性，特别是导磁板，取下后，便一点磁性都没了，当时对这也非常纳闷；现在长大了，那些东西也都不见了，所以眼前暂时没法再度证实；

也考虑过用铁丝加工，但感觉工序有点多，之前对绕铜线圈已是相当头大，况且这还要刷漆，刷漆之后整体密度也降低了；现在工作了，业余时间是少的可怜啊，所以想找一些比较现成的材料，粗加工我不怕，什么电锯电钻的我都有。

既然用IGBT了就肯定要用准全桥式，也就是用两个IGBT的(多级时可共用一些IGBT)，最好还要带限流回路的，我的‘恒流’驱动便是如此实现的。‘恒流’对多级控制(无传感器)来说，意义非常，\'恒流\'可保证各线圈对弹丸做功的均等性，这样，各级的时间比例参数只要通过计算便可得出，而不必通过实验来测定，我的实验证明了这点；

我想，加轭铁的最大意义在于提高效率，而效率的提高是通过减少铜线用量降低内阻实现的，这时加限流回路是必须的，况且，一旦轭铁饱和，电流上升率会骤增。

元旦期间估计便有时间做轭铁实验，现在急着取材定方案。

变压器硅钢片可以,如果能找到面积比较大的就好,一般的小变压器上的无法加工成轭铁的形状,不能用,找找有不有生产变压器的工厂,一般用做电力变压器的硅钢片的下脚料就可以了,很便宜.

日本早在80年代就开始生产硅钢带无缝铁芯变压器。我国从2000年以后终于掌握了该技术并投产。

具体是哪个地方在生产记不清了，总之用这种硅钢带来做轭铁应该再好不过了。

在最近的一次实验中证实,加入轭铁确实可以提高破坏力(单线圈),破坏力提高了大约0.5倍左右.

但是实验次数过少,有待进一步证实

扬声器的导磁板只是普通软铁

请教：如果弹丸采用强磁，利用异极相吸、同极相斥使弹丸加速又如何？

几乎所有电磁发射装置的本质都是利用磁场异极相吸、同极相斥的原理工作，只不过是根据用途改变结构而已。

楼主有《电炮原理》吗？

王莹的书就这本最难找，如果方便能否发一份给我！

wudi_314@XXXXXXX

谢谢！

引用第26楼xgzfs于2006-12-30 16:00发表的 只是普通软铁 :
扬声器的导磁板只是普通软铁
请教：如果弹丸采用强磁，利用异极相吸、同极相斥使弹丸加速又如何？

补充说明

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