最近想做一个多级IGBT加速的线圈炮。
目前准备着手制作了,但是第一步炮管材料的选择确实是个头疼的问题,我也看过许多坛友对炮管材料的讨论,
炮管可选材料有:1、开槽的金属管。2、塑料管。3、有机玻璃管。4、玻璃管。5、玻璃纤维管。6、碳纤维管。
从材料强度、柔韧度、耐温要大于100℃、还有涡流损耗,这几个方面综合考虑,貌似只有玻璃纤维管效适合,
但是碳纤维管的强度非常高,受力不易弯曲。所以目前更倾向于使用碳纤维管制作炮管。
但是问题就来了,碳纤维管确实是导电材料,用万用表简单测量,表面电阻最小值只有零点几欧姆。
从理论上讲一定会产生涡流,损耗能量,降低效率。而且电流的变化率越大,涡流损耗越大。
下面就开始讨论炮管涡流损耗在不同情况下产生的影响。
先说说我个人的一点看法:从材料上分析,碳纤维管的材质是由碳纤维布混合环氧树脂制作而成,
碳纤维和石墨一样都是导电材料,由于混合了环氧树脂,所以电阻率要比纯石墨大一些。前几天在ZVS吧看到
有人做的感应加热设备,对金属物体加热可以达到炙热状态,但是加热石墨材料时只能达到温热程度。对结果的分析是
石墨电阻率较大,对涡流的吸收较小。换做碳纤维管分析,碳纤维管就如同一个单匝线圈,线圈炮的发射绕组和这个单匝线圈
同轴耦合,组成一个空心变压器。这样就把它当做一个变压器来分析,初级的匝数一般为200-500匝不等,
电容电压一般为400V左右,这里按线圈200匝,电容充到400V计算,通电瞬间变压器的感应电势为2V/匝,
所以次级(炮管)上的感应电势也是2V,假设炮管电阻是0.1欧姆,根据功率公式 P=U^2 / R,炮管瞬间消耗的功率为40W,
由于感应电势持续时间极短,假设为毫秒级,那么损耗的能量也可以忽略不计了。
这是我个人的一点看法,希望大家说说自己的看法。
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。