记录一次可控硅开关的单级同轴感应式的发射

文 号

840592

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三水合番14 天前 -2017-11-09 12:02840592 0阶
这么长时间以来一直在搜罗大家的数据,今天也算是轮到我送点数据给大家了😁

简单的说就是,单级同轴感应式,可控硅作开关,把1.6g的铝管加速到23.9m/s,效率2.11%。视频没录,“威力”没测,所以这篇帖子基本只有数据。

然后是详细数据
弹丸
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弹丸用的是铝管,外径12.7mm,壁厚1.2mm,长约14mm,重1.6g,1060铝。

电容组
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使用4个薄膜电容并联。单个电容标称容量50uF,耐压800V(@85℃),Vishay的MKP1848系列。淘宝拆机货,四个并联实测容量189uF,内阻0.9mΩ(已经测到电桥的最后一位了)

线圈
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0.8mm漆包线双线并绕,匝数忘记了,大概一共是20到30匝,有三层。线圈内径13mm,长约17mm。至于外径,因为线圈外面糊了一层环氧树脂,所以没法测,带着环氧树脂的外径大概是21mm。线圈电感10uH,内阻30.2mΩ(不带弹丸)。

开关
可控硅,型号70PT16(没错,不是70TPS16),标称参数与70TPS16十分接近。淘宝拆机货,5块3一个买的。

电路结构
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主功率回路如上图。可控硅触发后,电容放电到零之后会被反向充电,线圈上的电流将会是一个正弦半波。可以实现能量回收。

电源
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用高压条+整流+反馈做的。优点是电压范围很宽,最高输出电压比1kV高,至于具体有多少,手头没东西测它。缺点是充电速度巨慢……输出大概恒流6mA,不过也不是特别恒流,输出电压高的时候,电流反而会大一些。

发射
发射前电容被充电到598V,弹丸大约有一半的长度在线圈里,另一半在线圈外。电容充电电源在发射前被断开,以避免反向电压烧坏整流桥。
发射时,光电测速器测得速度为23.9m/s,弹丸穿过测速器后,穿透了用来挡住弹丸的一次性纸杯,然后打到了房间的门上(讲道理……之前充到400V的时候,一次性纸杯还能挡住弹丸,而且连痕迹都不会留下)。
测速器用的是这个
278460
发射后,电容被反向充电至359V。理论上讲,发射过程中,可控硅会通过一个宽约130us,峰值约2.6kA的正弦半波,不过发射后可控硅的性能没有出现明显下降。理论上讲,考虑到感应式的加速力与电流的平方近似成正比,弹丸受到的加速力峰值应该有约590N,径向的压缩力会更大,不过弹丸没有明显变形。另外,找到弹丸时,没有感受到弹丸上有热量。
发射消耗电能21.6J,弹丸动能0.457J,效率2.11%。

iSee14 天前 -2017-11-09 16:15840597 1阶
线圈里再加个外径13mm,壁厚1mm的PVC管,试试打10mm的钢珠,可能还是磁阻式的“威力”更大了。。

三水合番14 天前 -2017-11-09 18:47840599 2阶
引用 iSee:
线圈里再加个外径13mm,壁厚1mm的PVC管,试试打10mm的钢珠,可能还是磁阻式的“威力”更大了。。
毕竟这是“第一级”嘛。对于后面的级,随着初始越来越高,磁阻式很快就会失去几乎一切优势😂

radio14 天前 -2017-11-09 19:33840600 3阶
话说楼主的高压条输出用的啥整流的?我用uf4007全波整流感觉发热严重效率极低..

[修改于 14 天前 - 2017-11-09 20:06:05]


ChairmanC14 天前 -2017-11-09 21:16840607 4阶
线圈的匝数有点少,磁场能可能比较低,如果加大线圈效率会更高,但是要考虑一下LCR回路的性能

ChairmanC14 天前 -2017-11-09 21:18840608 5阶
同轴感应炮应该有两级以上,一个推一个拉

radio14 天前 -2017-11-09 21:28840610 6阶
好吧,又试了下,两个串起来就好了,大概是耐压不够

三水合番14 天前 -2017-11-09 23:25840616 7阶
引用 ChairmanC:
线圈的匝数有点少,磁场能可能比较低,如果加大线圈效率会更高,但是要考虑一下LCR回路的性能
匝数少并不会导致磁场低,与之恰恰相反,如果回路中线圈以外部分的电阻可以忽略,那么在线圈几何外形和储能不变的情况下,匝数越少磁感应强度峰值反而会越大。
“加大线圈”是指加大线圈的几何外形吗?
引用 ChairmanC:
同轴感应炮应该有两级以上,一个推一个拉
不懂这个描述的是怎样一种状态……难道是想利用在加速末段弹丸里本来应该产生回拉的电流,产生正向的吸力?

三水合番14 天前 -2017-11-09 23:28840617 8阶
引用 radio:
话说楼主的高压条输出用的啥整流的?我用uf4007全波整流感觉发热严重效率极低..
我用的2CL71,标称8kV,5mA的管子……

radio13 天前 -2017-11-10 00:35840620 9阶
引用 三水合番:
引用 radio:
话说楼主的高压条输出用的啥整流的?我用uf4007全波整流感觉发热严重效率极低..
我用的2CL71,标称8kV,5mA的管子……
测了下整流后输出大概有1.2kV左右的样子。。

rye5535799112 天前 -2017-11-11 01:28840657 10阶
有一个问题,薄膜电容能量密度太低了。

三水合番12 天前 -2017-11-11 08:11840662 11阶
引用 rye55357991:
有一个问题,薄膜电容能量密度太低了。
有一个办法可以用同样数量的薄膜电容,加上一些电解电容,做任意多级。不过我还没试过,等做出来以后再把具体内容发上来😁

rye5535799112 天前 -2017-11-11 15:15840669 12阶
引用 三水合番:
引用 rye55357991:
有一个问题,薄膜电容能量密度太低了。
有一个办法可以用同样数量的薄膜电容,加上一些电解电容,做任意多级。不过我还没试过,等做出来以后再把具体内容发上来😁
能不能用无极性电解电容,或用电解电容加igbt,像电磁炉一样给igbt一个振荡信号。

三水合番12 天前 -2017-11-11 15:42840671 13阶
引用 rye55357991:
引用 三水合番:
引用 rye55357991:
有一个问题,薄膜电容能量密度太低了。
有一个办法可以用同样数量的薄膜电容,加上一些电解电容,做任意多级。不过我还没试过,等做出来以后再把具体内容发上来😁
能不能用无极性电解电容,或用电解电容加igbt,像电磁炉一样给igbt一个振荡信号。
无极电解电容貌似是集高内阻和低能量密度于一体了吧……
关于IGBT的那句没看懂……

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