关于提高线圈炮效率实验
华蓥2015/06/22电磁炮 IP:广东
     线圈炮电容和线圈很好的配合发挥好线圈炮的效率,这是显而易见的了。 就是说弹头到线圈中间位置时电流刚好为0比较好。然而在比较大的发射能量下初级效率也很难超过2%。
    

   无关断.jpg
这是没有关断二极管续流的电流波形,注意这条红色拖尾电流,和2.57%的效率。  于是我想通过关断
来提高效率。我刚好手里有这样一个线圈,于是仿真后得到参数配电容容量。  线圈参数和弹头参数如下图


   线圈弹头参娄.jpg

     管子用外5mm,内4.5mm不锈钢管, 弹头是5mm铁棍,电化学腐蚀成4.4mm,长24mm,质量3克。

仿真后用450V100UF小电容。

  实际发射电压电流波和仿真相差不大
无关断电压电流波形.jpg

CH1为电流波形,0.05欧检流电阻峰值压降3V,电流约60A。 仿真55A, 放电时间1m秒左右。
实际速度
   没关断速度.jpg
12.9米/秒   0.08*3克/12焦=2%效率。拍的这次速度低一些,无关 平均13.5米每秒左右。

然后对比下关断下的效率,开关用的G60N90的 IGBT。关断电阻2欧,关断续流二极和导通续流二极管都是用的6A10.
关断下电压电流波形
有关电压电流波形.jpg
手里没有合适关断电阻,只有2欧1/4W的,4并4串后还是2欧。功率2W。实际合适关断电阻为 开关耐压的/关断电流*0.5=900V/40A=11欧。
使用11欧效率
11欧.jpg
当我用2欧电阻串成12欧时,电阻一次炸掉, 因为没有多的电阻4并再串成12欧。
使用2欧关断仿真效率
2欧.jpg

使用2欧也有3.18%效率。
实际速度
有关断速度.jpg

15.5米/秒。 0.12*3/12=3%.和仿真的结果符合的很好。
因为看弹在不同位置,受力大小也是不一样的,所以但电流峰值和弹头受力峰值在时间轴上配合越好,效率越高。
受制我的表达能力有限,凑合看看吧。

然后发一张10级关断加速, 每级450V 470UF  初速126米每秒仿真表

极数 匝数 线经  速度  动能   增加动能
1    160  1.1   28.5  1.3  1.3      
2    95   1.2   46.6  3.25 1.95    
3    76   1.2   60    5.5  2.25  
4    76   1.2   72    7.8  2.3  
5    76   1.2   82    10.1 2.3    
6    76   1.2   92    12.8 2.7    
7    76   1.2   101.9 15.5 2.7    


8    76   1.2   110   18.2 2.7    
9    76   1.2   118   21.2 3      
10   76   1.2   126   24   2.8
弹头质量3克,平均效率5%

[修改于 9年7个月前 - 2015/06/22 21:17:20]

来自:物理高能技术 / 电磁炮
7
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~~空空如也
奶酪
9年7个月前 IP:上海
774705
好帖。
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ls.ls
9年7个月前 IP:重庆
774714
你是测流电阻还是电流互感器还是电流探头?
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三水合番
9年7个月前 IP:黑龙江
774734
为什么不把能量回收,而是消耗在电阻上。
还有那个490v啥情况,超压也不带超这么多的吧。
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华蓥作者
9年7个月前 IP:广东
774764
引用 XXXXX:
你是测流电阻还是电流互感器还是电流探头?
直接测检流电阻的压降就行了。
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华蓥作者
9年7个月前 IP:广东
774765
引用 三水合番:
为什么不把能量回收,而是消耗在电阻上。
还有那个490v啥情况,超压也不带超这么多的吧。
在合适的时间关断时,电感中的电流能量在电容比例不大,回收就没有什么意义,所以就直接对电阻放电。然后最主要的是简单。最难的电阻不好选。 450V电容常常超压用,好像没有什么不正常的。 450V有10焦, 490有12焦。
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三水合番
9年7个月前 IP:黑龙江
774795
按你模拟的来看应当能回收大约10%的能量,如果优化线圈形状并提供较高的初速,这个值可以翻几番。
而且做回收也不是很复杂,用的元件可以和对电阻放电用的一样多,还省着弄大功率的电阻了。
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