www.FoAr.ru - ФОрум АРсенала
www.FoAr.ru - ФОрум АРсенала
 Помощь      Поиск      Пользователи


 Страниц (6): « 1 [2] 3 4 5 6 » 

> Без описания
Totemacher
Отправлено: 17 Мая, 2006 - 01:57:29
Post Id





Сообщений всего: 10
Дата рег-ции: Май 2006  
Откуда: Odessa Ukraine




Еще кое-что: до какой рассчетной скорости разгоняет сердечник первая катушка?
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 17 Мая, 2006 - 02:05:03
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




Totemacher пишет:
Еще кое-что: до какой рассчетной скорости разгоняет сердечник первая катушка?
До 16,64 м/c при КПД 5,65%.

-----
Евгений В.
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 01 Ноября, 2006 - 07:07:29
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




Вот ещё один результат расчёта. Ставилась задача достижения высокого коэффициента Kx.
Расчёт проведён для небольшой 20-ти ступенчатой системы под пулю диаметром 6 мм длиной 12 мм.

Расход энергии на выстрел: 112.04 Дж
Масса пули: 2.60 г
Скорость пули: 92.7 м/с
Энергия пули: 11.17 Дж
Kx = 76.7
Общий КПД: 9.97%
КПД по ступеням
1 - 4.16%
2 - 6.66%
3 - 6.69%
4 - 8.76%
с 5 по 20 - в диапазоне от 10.3% до 12.74%

Приращение энергии в первой ступени 0.34 Дж (скорость после 1-ой ступени 16.3 м/с),
дальше каждая ступень прибавляет пуле по 0.45-0.68 Дж.

Расчёт выполнен для ускорителя по схеме и конструкции, которая сейчас патентуется. Заявка подана в начале октября 2006г. и до получения патента (то есть примерно до лета-осени 2007г.) дополнительной информации по этой конструкции (и соответственно расчёту) пока не будет.

-----
Евгений В.
 
 Top
Дмитрий
Отправлено: 12 Ноября, 2006 - 13:15:35
Post Id





Сообщений всего: 115
Дата рег-ции: Нояб. 2006  




Евгений, доброго времени суток, вот Вы частенько опираетесь на то, что снаряд должен быть в 2 раза длиннее калибра и длина катушки должна быть равна длине снаряда. Якобы это оптимально. Не отрицаю, возможно это оптимально с точки зрения получения максимальной силы втягивания. НО !!! Как дело обстоит в этом случае с временем воздействия ускорения на снаряд. Не оказывается ли оно не оптимальным в этом случае ? Вы проводили такие исследования ? Тем более, что если задаваться целью построить действительно чего-то стояющее устройство, со скоростями на выходе около 150-200 м/с, то время пребывания сердечника в "активной зоне" последних катушек будет крайне низким. Что Вы об этом опасении можете сказать ? Мне лично представляется, что для нахождения оптимальной катушки необходимо решить целую систему уравнений, где длина сердечника и катушки подбирались бы в зависимости от более постоянных величин, таких как диаметр сердечника, диаметр провода, напряжение и максимально допустимый для ключа ток. Причем последнее будет еще и функцией от времени. Т.е. на последних катушках транзисторы будут более высокие импульсные токи выдерживать, по крайней мере мосфеты так себя ведут.

Я новичок на этом сайте и форуме, но прежде чем сюда попасть во время недавнего отпуска соорудил дома из подручного барахла макет с такими параметрами
1. 5 катушек
2. в каждой катушке по 320 витков, длина катушки 60 мм, провод 1 мм. Индуктивность 75-80 мкгн по прибору (да и по расчетом тоже)
3. снаряд - куски гвоздя диаметром 2.9 мм и длиной 25,30,35 и 48 мм.
4. напряжение - 60В
5. Коммутация - оптика + транзисторы мосфеты IRF260
6. Банки - 5 штук по 22000 мкф на 63В.
7. ствол - дюралевая трубка от антенны диаметром 3.1 мм внутренним и наружным около 5-ти.
8. каждая катушка работала ровно столько, сколько сердечник проходил мимо датчика. Т.е. длительность импульса регулировалась длиной снаряда.
9. гасящие обратный ток катушки диоды и резисторы не ставил.

Результаты
КПД 2.95 % максимум на 48 мм сердечнике. Он вылетал со скоростью 43 м/с, вес у него был 2.8 грамма. Расходовалось около 90 Дж. из 198-ми накопленных.

Сердечник 35 мм - те же 43 м/с, но вес 2.1 грамма. Расходовалось при этом 76.7 Дж из 198-ми. Им чаще всего и стрелял, длинный же очень неуклюже в полете себя чувствовал. Улыбка

Скорость мерял осциллографом по длительности импульса датчика, установленного на дульном срезе (после последней катушки)


Т.е. в общем-то мне кажется неплохие результаты, как для устройства, сделанного "от балды", да еще и на цельнометаллической трубке, за неимением другого и без гасящих катушки цепей.

Прикреплено изображение
att-4576d8517473bWW1.jpg

 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 23 Ноября, 2006 - 19:23:41
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




Дмитрий пишет:
Евгений, доброго времени суток, вот Вы частенько опираетесь на то, что снаряд должен быть в 2 раза длиннее калибра и длина катушки должна быть равна длине снаряда. Якобы это оптимально. Не отрицаю, возможно это оптимально с точки зрения получения максимальной силы втягивания.

Об этом соотношении я уже отзывался критически в разделе в теме "Способы повышения КПД" на пятой странице .

(Добавление)
Дмитрий пишет:
Мне лично представляется, что для нахождения оптимальной катушки необходимо решить целую систему уравнений

Улыбка
Вот в этом как раз и "фишка" - соотношение с длиной два калибра и диаметром катушки три калибра - результат решения уравнений. Но для статической ситуации.

Честно сказать, я довольно долго "вёлся" на это соотношение, даже проверил его на модели, но в динамике всё совсем не так.

-----
Евгений В.
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 05 Декабря, 2006 - 01:47:26
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




Дмитрий, хотелось бы увидеть фото вашей пятиступенчатой системы. Если возможно, покажите, как у Вас она получилась.

(Добавление)
Дмитрий пишет:
Результаты
КПД 2.95 % максимум на 48 мм сердечнике. Он вылетал со скоростью 43 м/с, вес у него был 2.8 грамма. Расходовалось около 90 Дж. из 198-ми накопленных.

Сердечник 35 мм - те же 43 м/с, но вес 2.1 грамма. Расходовалось при этом 76.7 Дж из 198-ми. Им чаще всего и стрелял, длинный же очень неуклюже в полете себя чувствовал. Улыбка


С сердечником 35 мм у Вас получился Kx=24,1
Очень хороший результат!
И вопрос: параллельно катушкам всё же диоды Вы ставили?

И ещё одна просьба к Вам: я хочу смоделировать ваш ускоритель в программе FEMM, что бы проверить программу на ещё одном реальном примере. Для этого мне нужны некоторые дополнительные данные: начальное напряжение на конденсаторах перед выстрелом (57 Вольт?), остаточное напряжение на каждом из конденсаторов после выстрела, на каком расстоянии перед катушками установлены датчики, в каком положении пули система стартует и расстояние между катушками. Имея эти данные я сделаю модель и сравним результаты моделирования и практические. Измеряли ли Вы скорость после каждой катушки?

(Добавление)
Дмитрий пишет:
Вы проводили такие исследования ? Тем более, что если задаваться целью построить действительно чего-то стояющее устройство, со скоростями на выходе около 150-200 м/с, то время пребывания сердечника в "активной зоне" последних катушек будет крайне низким. Что Вы об этом опасении можете сказать ? Мне лично представляется, что для нахождения оптимальной катушки необходимо решить целую систему уравнений, где длина сердечника и катушки подбирались бы в зависимости от более постоянных величин, таких как диаметр сердечника, диаметр провода, напряжение и максимально допустимый для ключа ток. Причем последнее будет еще и функцией от времени. Т.е. на последних катушках транзисторы будут более высокие импульсные токи выдерживать, по крайней мере мосфеты так себя ведут.

Опасение справедливое. Последние ступени работают меньшее время, но ток их больше.
Я вижу преимущества в применении одной общей батареи конденсаторов для всех ступеней, так как в этом случае выигрыш на малом ESR такой батареи.
Но при этом, помимо уменьшения времени работы каждой следующей ступени, напряжение на общей батарее конденсаторов также уменьшается к последним ступеням. Поэтому ток работы последних ступеней растёт быстрее, чем укорачивается время их работы. Последний ключ испытывает наибольшую нагрузку, так как коммутирует наибольшую мощность. Возможно, для удешевления системы, стоит применить для первых ступеней более слабые ключи, а для последних - более мощные.


-----
Евгений В.
 
 Top
Дмитрий
Отправлено: 05 Декабря, 2006 - 13:19:48
Post Id





Сообщений всего: 115
Дата рег-ции: Нояб. 2006  




Evgeny пишет:
Дмитрий, хотелось бы увидеть фото вашей пятиступенчатой системы. Если возможно, покажите, как у Вас она получилась.


На днях фотки выложу, покажу. Но выглядит страшненько Улыбка

Evgeny пишет:

С сердечником 35 мм у Вас получился Kx=24,1
Очень хороший результат!
И вопрос: параллельно катушкам всё же диоды Вы ставили?


Не-а, не ставил и полагаю, что в той пушке они ничего бы не улучшили, так как катушка включалась датчиком, установленным перед ней и импульс на катушке есть до тех пор, пока сердечник втягивается в катушку. Сердечники же у меня были меньше длины катушки. В итоге выключение происходило всяко раньше, чем сердечник помещался по центру катушки. А так как у катушек индуктивность была мала (75-80 мкгн) и скорость сердечника тоже мала (всего 43 м/с) то и время переходного процесса было пренебрежимо мало по сравнению с временем выхода сердечника из катушки. Хотя.... может я и не совсем прав Улыбка По крайней мере диоды ставить буду уже в след. версии орудия, над коим сейчас и работаю.

Начальное напряжение на конденсаторах - 60В
По поводу результатов стрельб - есть вордовский файл с таблицей результатов по каждой катушке в отдельности. Могу его завтра заслать. Только скажите куда Улыбка
В том файле, в таблице собраны результаты стрельб сердечниками
25, 30, 35 и 48 мм при напряжениях 60В и 46 В. Там же и остаточные напряжения на конденсаторах тоже есть. Скорость я измерял только после всех 5-ти катушек.
Пуля стартует след. образом - она медленно пропихивается проволочкой, пока не перекроет первый датчик, дальше ее засасывает и выплевывает. Можно вместо проволочки подуть в трубочку Улыбка Конструкция следующая. Каждая секция начинается со стойки, поддерживающей ствол, ширина стойки - 1.5 мм (уголок дюраль), к стойке приклеен датчик, ширина датчика - 6.5 мм. Потом прямо на ствол моталась челноком катушка, длина катушки - 60 мм, провод - 1.0 мм, число витков - 5 слоев по 64 витка в каждом. Т.е. где-то 320 витков примерно. После катушки - след. стойка. В общем, вывешу фотку сегодня-завтра и дам ссылку Улыбка В общем, если считать, что оптическая линия датчика расположена по его центру, то получается, что катушка "поджигается" когда сердечник на подходе к ней и на расстоянии 3.2-3.3 мм от ее торца.

На счет общей батареи - я тоже мучительно думаю, будет ли это лучше, чем отдельные банки на каждую катушку.... В принципе-то на последние катушки можно и банки по-меньше емкостью ставить и катушки меньше индуктивностью мотать, то ключ, как Вы правильно заметили, будет испытывать бОльшие нагрузки. В общем, тут нужен эксперимент....
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 05 Декабря, 2006 - 14:23:41
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




Дмитрий пишет:
Evgeny пишет:

И вопрос: параллельно катушкам всё же диоды Вы ставили?

Не-а, не ставил и полагаю, что в той пушке они ничего бы не улучшили, так как катушка включалась датчиком, установленным перед ней и импульс на катушке есть до тех пор, пока сердечник втягивается в катушку. Сердечники же у меня были меньше длины катушки. В итоге выключение происходило всяко раньше, чем сердечник помещался по центру катушки. А так как у катушек индуктивность была мала (75-80 мкгн)

Так вот я и спрашиваю - куда девался ток из катушки в момент выключения?Конденсатор ещё не успел разрядиться, ток в катушке идёт вовсю, тут транзистор ток обрывает и... И транзистор должен быть незамедлительно пробит напряжением самоиндукции. А у Вас работало... Непонятно. Возможно, что самоиндукцию погасили стабилитроны, встроенные в транзисторы. Другого объяснения целостности транзистора, выключающего ток в индуктивности без всяких защитных мер, я не нахожу.

-----
Евгений В.
 
 Top
Дмитрий
Отправлено: 05 Декабря, 2006 - 14:35:40
Post Id





Сообщений всего: 115
Дата рег-ции: Нояб. 2006  




Evgeny пишет:
Так вот я и спрашиваю - куда девался ток из катушки в момент выключения?Конденсатор ещё не успел разрядиться, ток в катушке идёт вовсю, тут транзистор ток обрывает и... И транзистор должен быть незамедлительно пробит напряжением самоиндукции. А у Вас работало... Непонятно. Возможно, что самоиндукцию погасили стабилитроны, встроенные в транзисторы. Другого объяснения целостности транзистора, выключающего ток в индуктивности без всяких защитных мер, я не нахожу.


Транзисторы у меня таки да, пробивались, пока я ставил те, что до 100В. Изначально пробовал IRF540. Но потом перешел на IRFP260N он на 200В расчитан. Возможно, что импульс напряжения в момент отключения был между 100 и 200В. Но есть еще вариант, что пробивались они из-за высокого тока. IRF540 у них в 2 раза меньше допустимые токи, чем у тех же 260-ых.
\n\n(Добавление)
И еще. Защитный диод есть в любом MOSFET-е от IRF. Поэтому вероятнее всего первые транзисторы у меня пробивались таки да, из-за тока
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 05 Декабря, 2006 - 15:47:16
Post Id


Администратор


Сообщений всего: 2394
Дата рег-ции: Нояб. 2005  
Откуда: Псков




Дмитрий пишет:
И еще. Защитный диод есть в любом MOSFET-е от IRF. Поэтому вероятнее всего первые транзисторы у меня пробивались таки да, из-за тока
Ток мы посмотрим, когда смоделируем систему, тогда будет более ясно. Вообще тот защитный диод, как я слышал, не очень-то мощный, и на него не стоит полагаться. Он и присутствует в транзисторах IRF вроде-бы как лишний элемент, наличие которого диктуется технологическим соображениями, а не практическими. Неоднократно встречал мнение, что полевые транзисторы гораздо хуже выдерживают перегрузку по напряжению, чем перегрузку по току. Хотя у меня горели и от того, и от другого. Улыбка
В любом случае моделирование даёт возможность предположить значения почти всех критических параметров до реального испытания устройства и сохранить жизнь многим деталям. С тех пор, когда я стал активно использовать возможности программ моделирования, типа Workbench Electronics, LTspice/SwitcherCAD, количество горелых деталюшек заметно уменьшилось (теперь практически вообще ничего не горит).

-----
Евгений В.
 
 Top
Страниц (6): « 1 [2] 3 4 5 6 »
« Отдельные вопросы + F.A.Q. »


Все гости форума могут просматривать этот раздел.
Только администраторы и модераторы могут создавать новые темы в этом разделе.
Только администраторы и модераторы могут отвечать на сообщения в этом разделе.



ExBB FM 1.0 Beta by TvoyWeb.ru InvisionExBB Style converted by Markus®