准备搞把便携式电磁木仓,继续缓慢更新。。。。
whd19822013/06/25电磁炮 IP:浙江
六足炮准备暂告一段落,虽然还有好多待完善,但由于设备的限制,纯手工制作实在太吃力,定做结构什么的 机械设计我不擅长,肯定会修修改改好多版本,投入太大,,只有等我搬完家自己装一台雕刻机后再搞了
现在准备做把便携式的电磁小木仓,8级紧密加速,储能40~50J(和六足炮相同),效率理论值8%左右,加速的还是7MM的钢珠,也就是说出膛动能3J出头,65m/s左右,调试好了估计实际效果60+应该没什么问题
还是准备纯单片机触发不用光电,3级六足炮纯单片机触发的出膛速度基本很稳定,不知道8级的加速能不能达到相同效果
以下是今天搞的加速线圈的图片
线圈全长13CM,做成了插件式的方便安装,也省去杂乱的飞线提高安全性
DSC_0106.jpg
DSC_0107.jpg
随手锯了个PVC管套上的效果
DSC_0108.jpg

ps:有个邪恶的想法,到时候给电磁木仓的握把上加个简易的指纹头
当非合法用户 企图开启电磁木仓时,进入防盗模式:改变线圈触发时序,反向发射弹丸。。。。。
或者进入防和谐,毁尸灭迹模式:关闭充电过压检测,ZVS满功率开启。。。。。
+25  科创币    delete    2013/06/26 不能这样邪恶,顶多不允许启动就好了,要不然,一不注意,就出大问题了!总体来说,手工不错,还是支持一下!
+20  科创币    badboy-fly    2013/06/27 膜拜啊!
+20  科创币    宅人    2013/06/29 这么高效率。。。
+50  科创币    听我说瞎话    2013/06/30 期待试射,不过8%的效率很难达到,5%你就是大神,结构做的不错!很是期待啊
来自:物理高能技术 / 电磁炮
94
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~~空空如也
whd1982 作者
11年6个月前 IP:未同步
540220
回 2楼(robbie) 的帖子
用300V的闪光灯电容,多个小容量并联,充电电压250V,或者双电压,后4级的电容串联充500V,具体还是调试的时候再看了,设计的电流控制在峰值250A内,用TO220封装的小可控硅,线是0.44的,300A以内肯定没问题
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
540331
回 4楼(badboy-fly) 的帖子
模拟器模拟加估算的啊,六足炮的3级加速结果和模拟器模拟的结果满接近的,8级应该也差不了多少
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
540402
回 7楼(yurifreeman) 的帖子
我做过好几个线圈了,单级的多级的都有,实际数据与模拟器基本相符,顶多10~20%的误差,我觉得还是蛮准的
不准可能是你参数没设好或者安装误差太大
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
540541
回 10楼(老兵) 的帖子
反相发射弹丸不用从炮口放,算好时序,先开第一级,然后等子弹到了炮口再依次开765432,虽然可行,但我也就说说而已不会去做。。。
我准备用的电容是330V90u的一共16个,要想小体积高效,就要多级,发射钢珠单级的效率做到3%撑死了,但把单级电容的储能分成7,8级来做的话,后4级的效率都是在8%~10%的
当然这效率是理论值,8级我还没做出来不知道效果,但我六足炮的第三级效率是5%左右,也是接近理论值的,8级应该差别不大,就是调试起来估计很花时间
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
540559
回 13楼(老兵) 的帖子
说错 我是300V的电容 充电250V,16个电容储能45J,差不多相当于一个450V440u的电容储能 储能是你的1/3.。。。。
改成多级能快是肯定的,级数越多效率越高
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
540563
回 13楼(老兵) 的帖子
简单的讲,子弹在每个速度点都有一个最佳的加速配置,单级的话0~30m/s,最大效率的加速配置是15m/s左右,但在起始0和到顶30的的时候效率都是非常低下的
如果拆成3份,第一级用5m/s的配置加速0~10段,第二级用15m/s的配置加速10~20段,第三级用25m/s的配置加速20~30段,这样所需的电容总储能可能只需要单级的一半
还有,许多人发现多级加速,越是后面效率越高,其实也是这个道理,动能和速度是平方的关系,假如10J的储能把某个初速为0的子弹加速到30,但加速60/ms的子弹可能只能加速到65,0~30段的速度差相差远大于60~65,所以后者的效率能比前者高许多
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
540575
回 10楼(老兵) 的帖子
还有,建议用大点的钢珠,储能都100+了,还用5MM的钢珠效率太低了,换成7或者8的速度下来不了多少,但动能上去很多
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
540741
铁钉是效率高,但这只是理论效率,要考虑到工艺效率的,用铁钉肯定需要炮管,这样子弹与线圈间距起码1毫米以上了,但用钢珠可以用线圈直接当炮管,我手工绕制,间距轻易做到0.3以下,实际效率与铁钉相差不大,况且钢珠的一致性也比铁钉高许多,做自动上弹也方便
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
541366
今天把储能部分搞的差不多了,主控板焊了一半,放在公司忘记带回来了。。。礼拜六礼拜天基本是没法搞了。。。
下面是进度图
黑色的是弹仓,用个小电池盒改的,下面的是小电磁铁,主要作用是改进重力式自动供弹,小电磁铁吸合一次保证每次只上一发弹
竖着的一根根的是隔离各级充电的二极管,接到上部ZVS板上,顺便起到支柱作用
DSC_0110.jpg
装上ZVS板的样子
ZVS板还缺些零件,还没开始做,随便放了些东西上去布局看看效果
DSC_0111.jpg
这是总体完成后的大致效果,怎么样 有点像那么回事了吧~[s:274]
DSC_0112.jpg
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
541368
这次线圈的设计比较失败,一开始做线圈的目的是给六足炮用的,做完了再突然想搞把小木仓,引线的位置不是很合适,造成底板大量飞线,而为了缩小体积还采用紧凑型了布局,随之而来的负效应就是装卸复杂程度大大上升,以后坏了个管子什么的,拆起来麻烦了。。。。
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
541505
回 29楼(老兵) 的帖子
能不能到60现在还不敢保证,毕竟只是理论值,还没做出来,但我六足炮用的同样储能的电容,3级加速,线圈还是不怎么匹配的情况下速度有40+,基本接近理论值,现在做到8级,做的再差50+应该肯定有的
我用单片机就纯粹控制导通时间,没去关断,我认为用单片机做紧密加速就根本没必要去控制关断了,关断是为了避免反拉,但反拉完全可以通过匹配线圈与电容,做到弹丸到达磁场中点时放电结束,当然,自绕线圈没办法做到那么精确,还有自感电流的问题,但单片机可以精确的调整下级的开通时间,使磁场中点后移消除反拉,简单的讲,就是LC匹配是粗调,单片机继续细调,使效率最大化。
而且,从另一方面讲,有关断的情况下,如果关断电路起了作用,那电容里必定有剩余能量,也就是说电容用的太大造成体积的浪费,当然,关断也有优势,储能配大了之后,可以高频率连续发射,但对于自制小型的电炮来说,电容的体积很关键,所以我认为要便携要高效,用关断几乎是得不偿失的,要连续发射,配个强悍点的ZVS就行了。
+1
科创币
找自己
2013-07-01
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
542030
各位期待结果的朋友不好意思了。。。生活所迫,最近接了个项目准备开工了,这两个月估计也挤不出什么时间搞电磁炮了,更新将更为缓慢。。。。
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
542491
回 44楼(老兵) 的帖子
光电不太适合做紧密加速,光电的安装会加大两级线圈的间距减弱磁场强度,而且这种紧密安装光电往那一装基本就没法动了,纯靠光电触发的误差肯定很大,光电只适合隔几级装一个校准下触发时基
还有,去学下单片机吧,很简单的,几十块买个开发板,延时功能只要看懂入门第一课流水灯的实验就行了,就算0基础的半天也足够了
但想要调试方便的话就要继续深入了。。。起码要再搞个液晶显示和键盘,脱机调整每级的延迟。。。。
不过,搞这种小制作,其实享受的就是这学习和调试的过程,往往做出的成品后没玩几下就扔一边继续搞别的东西了。。。
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
542600
回 47楼(老兵) 的帖子
3级的小电磁炮和现在的8级的总储能是一样的,3级是40+的速度,估计还有上升空间,但因为感觉那个线圈配比有缺陷,而且测速器也出了点问题所以也懒得去细调了
实际效率好像是3%左右,理论效率记得是4~5%左右,现在同样的储能做成8级效率肯定比3级的高许多,就算实际只做到了5%的效率,速度也能有55+了
电容其实不小了,你所见到的别人用储能上千焦做的单级加速,基本都是些效率1%不到的产物,而且加速的还是钢钉,质量又比钢珠大很多,所以就产生了要加速到30+必须用很大很大电容的错觉,其实像加速这种7MM的钢珠,重量才1.4克,做紧密加速每级5J左右的储能足够了
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
542602
回 47楼(老兵) 的帖子
单片机开发板就是连电脑的,几乎不用学,买来都有基础例程的,你把例程烧进去就能自己跑了,只要看得懂例程,根据具体需要修改下例程里的参数就能自己用了,比如流水灯例程,就是8个灯,每过1~2秒依次循环点亮下一个,你只要把循环去掉,改成开关启动,把1~2秒的参数改成可控硅的触发时间,就能把流水灯例程当电炮来用了
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
543411
我来补充一下吧,不用关断有个很关键的前提是使用紧密加速
虽然LC匹配能做到子弹进入磁场中点时放电结束,但由于自感电流的存在,后拉的情况肯定还是存在的,如果缩短电容放电时间,使子弹到达中点时自感电流也降为0的话,这种配比放电电流峰值的时刻子弹并不在线圈1/4处也会造成能量的浪费,所以要最大效率,必须使用有后拉存在的LC配比。
而使用紧密加速后就能在子弹到达前级中点时开通后级线圈,使线圈中剩余的本来做负功后拉能量在磁场中心后移之后转为子弹的加速能量。而调整下级的LC放电速度可以改变磁场中点后移的速度,使子弹始终保持在磁场最密集的区域加速前进。再通过单片机的下级触发时间调整实际安装与器件工艺的误差,效率应该能够接近理论值。
参数方面,我就搞着玩玩,不是做学术研究,没有去专门搭个关断的加速电路对比
但我曾用我那3级的线圈做过实验,在续流回路里串接20欧的电阻使自感电流快速消耗,差不多就是半关断的效果,这样串接电阻的效果单级情况下对出膛速度有明显提升,因为减弱了后拉的能量,但3级紧密加速之后的出膛速度不管怎么调整都没有不接电阻的高,这说明磁场中点后移使本来做负功的能量转为做正功的理论是正确的。
还有我见过效率最高的加速方式是网上视频日本人做的那个突击虎,4级加速5%效率,他的原理是关断之后把电容的剩余能量与自感电流引入后级线圈,确实,这种做法的效率理论上肯定比我的方式高,但他电路的复杂程度也高了许多,要把能量引到下级每级就必须在线圈的正负两端都加入关断,也就是说用可控硅的话每级要4个,用IGBT由于Itsm较低需要并接,每级总共起码4~6个,还有IGBT驱动电路器件的体积,对于自制搭棚来说,这些器件的体积与连接的飞线也是无法忽视的。
效率对比上,他4级5%的效率,我3级3%,他加速的是8mm的钢珠,效率应该比我高,他4级,比我多1级,效率也应比我高,而且我3级的那个线圈存在明显的缺陷(计算的第三级要绕2cm长度好像4层,但绕的时候忘了,绕成1.5cm4层的了)
我相信,使用不关断的紧密加速方式,做个4级,加速8mm钢珠,LC配比较为合理的情况下,效率也能接近5%的
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
543422
回 64楼(qq363606096) 的帖子
不是效率问题再使用钢珠的,而是钢珠的一致性好,价格便宜容易获得,同样工艺下,出膛后的精度也比圆柱形的高许多
辛辛苦苦搓出来的圆柱形尖头子弹,威力是很强,但每次打完之后还要捡回来,掉了一颗就要心疼半天
而且100m/s以内的小威力加速,用钢珠完全可以用线圈当炮管,不怕短路,线圈与DD间隙更小效率更高,使用圆柱形的就必须使用炮管避免线圈摩擦短路了
电流峰值的问题也是有利有弊的,峰值越高需要的电容体积成倍增长,对于体积的利用效率来讲是非常低下的
减少充电时间很简单,ZVS的功率做大点就行,像这种电容充电的ZVS,又不是连续工作的,50W的完全可以当200W的用
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
543428
回 64楼(qq363606096) 的帖子
一把实用的电磁木仓玩具,其关键不在于出膛后半米距离内的威力能打穿多少层易拉罐,而是要从制作的简便程度,子弹的获得难度,体积的便携性与5~10米精度等综合来看的
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
543665
回 70楼(qq363606096) 的帖子
你错了,我始终是在便携与方便的前提下再考虑初速的,从最一开始我就没去做过任何发射长圆柱形的加速装置,因为我觉得那种东西做出来也根本不实用,虽然威力比射钢珠的大一些,弹头磨尖后穿透力也强,但上弹与DD的获得麻烦许多,基本上是做完了贴个射易拉罐的视频,然后就结束了。
而且这种射钢钉或者特制DD的,根本无法像钢珠那样畅快的射击的,打完了还要去把子弹捡回来,这种东西搞出来,到底是难得开几次炫耀装B的,还是真正的实用的玩具呢
对于我来说,之前做的3级的40+初速的电炮玩玩也差不多足够了,做个8级只是想挑战一下,顺便看看同样储能的情况下8级能比3级效率高多少,另一方面,3级的线圈实在是太短了,我是线圈直接当炮管,过短的线圈我觉得对精度也有较大影响,而8级的线圈长度差不多正好。
说白了,电磁加速也就这么回事了,自制条件下也没必要一味的追求大威力,真的威力第一的话,在这论坛上随便找个都是几百上千J储能的电炮的时代,我也没必要一直只使用50J以下的储能做电炮了
+1
科创币
delete
2013-07-04
我有点失望的感觉!
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
543849
回 72楼(老兵) 的帖子
可以是可以,但实际光电的安装位置很难调整,还是需要延时触发或者关断电路消除后拉的
是一只只亮的,但也存在到后面几级可能放电速度跟不上,出现同时亮着两只甚至三只的情况
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
544020
回 79楼(老兵) 的帖子
300太危险了。。。我胆小。。。其实我做8级还有个重要原因,是觉得这点储能3级下每级的储能还是足够致死,做成8级每级电容储能小很多。。。。就算漏电也相对安全些。。。。300的加速就算有能力做出来也没胆子玩啊。。。。
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
544100
最近主要在忙别的东西,几乎没动电磁木仓,进展缓慢,今天抽空把ZVS和控制板搞好了,现在弱弱的更新一下下
ZVS通电测试一切正常,输出功率较为满意,接12V输入,吱的一声感觉就一两百毫秒的样子,就把220uF的电容充到了300V,预计给整个电容组充电2秒内应该可以完成
找了块1621的小液晶和块18F4520,搭棚制作了控制板,小小的一块,几乎不占什么空间,程序还没写,暂未调试。
以下是图片
DSC_0114.jpg
DSC_0115.jpg
DSC_0116.jpg
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
544334
充电保护的问题着重考虑过的,由于设计的是两秒内甚至一秒内充电完成,zvs在电池满电的时候输出400v+,而电容的耐压是330…可能稍不留神电容就爆了…
现在设想的三重保护,首先是单片机adc采集电容电压并同步液晶显示,过250v拉低zvs使能端。然后是单片机的硬件比较器,电压过260或270后断开zvs供电继电器。最后是按键式的充电控制开关,人肉保护,按下后如果满足条件1,2开始充电,放开按键不管电压多少都停止充电
现在还不能确定的是程序跑飞后单片机的硬件比较器能不能100%的正常工作,到时看情况可能用单独的比较器电路代替
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
545101
回 87楼(老兵) 的帖子
就普通的EE25卧式变压器
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
545129
[s:274]上一下今天的成果
单片机程序搞好了,但发现家里彩色排线用完了,级数较多,用纯色线容易搞混,所以先暂时没法接线测试,闲着的时候顺手搞了个外壳,订的航模电池还在路上,手把部分等电池到货后根据尺寸再做了
DSC_0117.jpg
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whd1982作者
11年6个月前 IP:未同步
546767
这把电磁木仓估计要烂尾了。。。。。
今天锂电保护板到货,装好之后一级一级的通电测试,现在调到4级,出膛速度40m/s。。。。。效率才4.5%,与预想的相差太远
主要是由于当初心太急又太过自信,组装时未经测试就把自动供弹全部用AB胶粘死了,现在根本无法调整,发射时DD与炮管口有明显的撞击,“嗒”的一声非常明显,而且由于撞击产生了误差,出膛速度非常不稳定,基本只有不到50%的概率打出40的成绩,其他都是30甚至20.。。。
粗略算了下,8级后的出膛速度应该在50~55左右,而且将更不稳定。。。。现在也没心情去调试到8级了。。。。

值得庆幸的是ZVS实在是太争气了,当初在直流稳压源上测试的,被限流到了6A输出,预想充满电容组的速度是2秒,现在用动力锂电,充4级的速度是半秒不到,测试一级的时候真是吓了我一跳,几乎就是按下按键的瞬间,蜂鸣器立即滴滴两声提示电容充满。。。还好做了多重保护,按照正常按开关然后放开的速度,电容估计炸了。。。。

过几天可能重做一把,有了这次的教训和经验,下一个作品的结构将更加合理,同样的储能,体积更小,每分钟60发的射速,60+m/s的出膛速度,向8%效率冲刺!!
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