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


 Страниц (9): « 1 2 3 4 5 [6] 7 8 9 » 

> Без описания
Сергей
Отправлено: 29 Марта, 2008 - 12:56:40
Post Id






Сообщений всего: 51
Дата рег-ции: Апр. 2007  
Откуда: Королёв М.О.




Некоторые расчёты можно сделать в моей проге в файле для эксэля.
подставите габариты катушки и ток и подгоняя диаметр провода и число витков уложенных в слое и количество слоёв...так чтобы это всё заполняло окно каркаса..подберёте диаметр провода при котором будет заданное напряжение на катушке при заданном токе..(лист Расчёт)
Скачать файл: magnetic_calc.zip
Скачан раз: 747

(Отредактировано автором: 31 Марта, 2008 - 23:05:46)

 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 30 Марта, 2008 - 17:07:06
Post Id


Администратор


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




Сергей пишет:
Некоторые расчёты можно сделать в моей проге в файле для эксэля.
подставите габариты катушки и ток и подгоняя диаметр провода и число витков уложенных в слое и количество слоёв...так чтобы это всё заполняло окно каркаса..подберёте диаметр провода при котором будет заданное напряжение на катушке при заданном токе..(лист Расчёт)
Получилась весьма полезная программа-шпаргалка.
Меня несколько смутила емкость в снабберной цепи ООПН - вроде сильно великовата. Просто по эмпирическим соображениям я бы поставил вместо 6,9 мкФ примерно 68 нанофарад. И как-то я моделировал работу этой цепи и вроде бы тоже получались десятки нанофарад для подавления иголочки. Там нет ошибки?

-----
Евгений В.
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 31 Марта, 2008 - 20:17:32
Post Id


Администратор


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




Сергей пишет:
Evgeny, емкость в снабберной цепи ООПН - вроде сильно великовата.
Да действительно ещё полгода назад я удивлялся как это вы обходитесь 68 нФ. Данная формула взята из книги *Семёнов Б.Ю. - Силовая электроника*, там она применяется для расчёта снабберной цепи в понижающем оопн. Возможно для повышающих оопн она и неверна. !!!

Тут можно примерно так рассуждать: допустим преобразователь мощностью 50 Ватт работает с частотой 100 кГц. То есть за одну секунду происходит передача 50 Джоулей энергии в нагрузку маленькими порциями, которых в секунде 100 тысяч.
Одна порция энергии составит 50/100000 = 500 микроДжоулей - это энергия одного такта. Предположим, что максимально возможное напряжение на ключе равно 80% напряжения, допустимого для транзистора, то есть 0,8*55 = 44 Вольта. Так как снабберный конденсатор подключен к плюсу питания, напряжение на нём не должно быть выше 44-12 = 32 Вольт. Допустим, что этот конденсатор должен уметь поглощать два процента от общей энергии такта, то есть 10 микроДжоулей. Задавшись энергией и напряжением, найдем емкость конденсатора C = 2E/U^2 = 2*10*10^-6/32^2 = 20 наноФарад. Резистор выбирается таким, чтобы за время половины периода тактовой частоты конденсатор успевал разрядиться от 32 Вольт почти до несущественной величины (например, до одной четверти или одной пятой от 32 Вольт, что по энергии составит одну 16-ю или одну 25-ю).
При этом почти вся энергия конденсатора выделится на резисторе, то есть на резисторе будет рассеиваться тот же процент мощности преобразователя, что и процент энергии в снабберном конденсаторе относительно энергии такта - это два процента. Мощность будет 2% от 50 Ватт - 1 Ватт.
Кроме того, через резистор также пойдёт ток в течении всего обратного хода преобразователя, потому как резистор в это время является постоянно подключенной нагрузкой. Наверное, в среднем за время заряда выходного конденсатора от нуля до рабочего напряжения, напряжение на резисторе во время обратного хода будет 32 Вольта / корень из двух (может быть тут ошибаюсь, но это не слишком существенно). Найдем мощность на резисторе для такого напряжения и разделим пополам, так как обратный ход длится примерно половину времени такта работы. Эта мощность также выделится на резисторе, дополнительно к той, что передана от разряда снабберного конденсатора. На сумму мощностей и выбирается мощность резистора.
Как-то так.
Можно задать для снаббера энергию не два процента, а, например, 1% от энергии такта.
Или увеличить резистор так, чтобы мощность на нём от обратного хода уменьшилась, это повысит КПД, но снабберный конденсатор уже не будет успевать хорошенько разряжаться. С учётом этого конденсатор придётся взять больше - например, вместо 20 нФ поставить 40 нФ и рассчитать резистор с учетом неполного разряда снабберного конденсатора через резистор за время прямого хода.

-----
Евгений В.
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 18 Апреля, 2008 - 23:37:39
Post Id


Администратор


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




Появилось подозрение, что при заданной ранее таблице значений магнитной индукции для мягкой стали, в области значений около нуля, кривая интерполируется через отрицательные значения: на восходящей части точек задано много, и продолжая кривую ближе к нулю, интерполяция "проскакивает" в отрицательные значения индукции.
Для исправления в таблицу добавлены ещё несколько пар значений вблизи нуля, чтобы интерполяция в этой области имела больше заданных значений и не слишком от них отклонялась.

Кроме того в скрипт добавлена толщина каркаса катушки. Также при задании размеров внешнего магнитопровода, толщина его внешней части и щёчек задаются отдельно.

Исправлен подсчёт КПД, учитывающий начальные и конечные значения напряжения и скорости (давно надо было сделать, но как-то всё руки не доходили).

Вывод результатов и пример сделаны на русском.

Пояснения к примеру:

2500 мкФ, ёмкость конденсатора
310 Вольт, напряжение конденсатора - перед выстрелом
0.3 Ом, сопротивление ключа - (и монтажных паек и проводов)
0.4 мм, диаметр провода без изоляции
16 мм, длина катушки (вместе с каркасом)
18 мм, внешний диаметр катушки
3 мм, толщина корпуса магнитопровода (ноль, если нет магнитопровода)
1.5 мм, толщина щёчек магнитопровода
0.7 мм, толщина каркаса катушки
0.74 плотность намотки (0.6-0.95, 0.74 - рекомендуется) или Число витков
20 мм, длина пули
8 мм, диаметр пули
0 мм, стартовая позиция пули в катушке (если до катушки, то с минусом)
8.1 мм, внутренний диаметр катушки - точнее, каркаса катушки
50 м/с, начальная скорость пули (если ноль, то укажите 0.1 или 0.2 - будет быстрее считать)
10 мкс, интервал расчёта (используйте 20-50 мкс для медленной скорости и 5-10 мкс для быстрой)
0 режим расчёта, 0-без выключения тока (тиристор), 1-с выключением тока (транзистор)



Доработанный скрипт (для FEMM 4.2) и пример в архиве.
Скачать файл: script_112.zip
Скачан раз: 1023


-----
Евгений В.
 
 Top
__Санек__
Отправлено: 21 Апреля, 2008 - 11:19:11
Post Id





Сообщений всего: 71
Дата рег-ции: Дек. 2007  




Просто на радостях хочу сказать - фемм посчитал, что если я переподключу мои кондеры так, чтобы на 800 вольт была батарея, то получу без всякого В-свитч 31м/с!
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 23 Апреля, 2008 - 23:00:43
Post Id


Администратор


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




__Санек__ пишет:
Просто на радостях хочу сказать - фемм посчитал, что если я переподключу мои кондеры так, чтобы на 800 вольт была батарея, то получу без всякого В-свитч 31м/с!

Скорее всего того же эффекта можно достичь и другим путём: оставив на конденсаторах 400 Вольт, но изменив диаметр провода катушки. Исходные данные вашего расчёта можно поглядеть (и 400-Вольтовый, и 800-Вольтовый варианты)?

-----
Евгений В.
 
 Top
__Санек__
Отправлено: 26 Апреля, 2008 - 10:42:15
Post Id





Сообщений всего: 71
Дата рег-ции: Дек. 2007  




С 800 вольтами

660 uF, capacitance
800 Volt, voltage on the capacitor
0.8 mm, wire diameter (without insulation, copper only)
28 mm, length of the coil
26 mm, outer diameter of coil
0 mm, thickness external core (if not present then zero)
0.74 turn density (0.6-0.95, 0.74 - recomended) or Turns
25 mm, length of a bullet
6 mm, diameter of a bullet
1 mm, start distance the bullet is moved into the coil or if is before to the coil then add minus.
7.2 mm, inner diameter of coil
0.1 m/s, initial speed of a bullet (if zero then enter low speed 0.1 or 0.2 for more quick simulation)
50 us, time step (use from 50-100us for low muzzle velocity to 10-20us for quick muzzle velocity device)
0 mode of stop simulation, if SCR then mode=0, if IGBT or MOSFET then mode=1

С 400 вольтами

2510 uF, capacitance
400 Volt, voltage on the capacitor
0.8 mm, wire diameter (without insulation, copper only)
28 mm, length of the coil
26 mm, outer diameter of coil
0 mm, thickness external core (if not present then zero)
0.74 turn density (0.6-0.95, 0.74 - recomended) or Turns
25 mm, length of a bullet
6 mm, diameter of a bullet
1 mm, start distance the bullet is moved into the coil or if is before to the coil then add minus.
7.2 mm, inner diameter of coil
0.1 m/s, initial speed of a bullet (if zero then enter low speed 0.1 or 0.2 for more quick simulation)
50 us, time step (use from 50-100us for low muzzle velocity to 10-20us for quick muzzle velocity device)
0 mode of stop simulation, if SCR then mode=0, if IGBT or MOSFET then mode=1


Может быть, я написал не совсем точную емкость в 800 вольтами. Вроде, если посчитать, то 2 кондера по 680мкф - это будет 340мкф. А 2 кондера 470 и 680 мкф - это 320мкф.
Хотя надо перепроверить.
 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 28 Апреля, 2008 - 22:23:47
Post Id


Администратор


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




__Санек__ пишет:
С 800 вольтами 660 uF, capacitance
С 400 вольтами 2510 uF, capacitance

Может быть, я написал не совсем точную емкость в 800 вольтами. Вроде, если посчитать, то 2 кондера по 680мкф - это будет 340мкф. А 2 кондера 470 и 680 мкф - это 320мкф.
Хотя надо перепроверить.

С 800 Вольтами должно быть 627,5 мкФ.
Но нельзя включать последовательно конденсаторы разной ёмкости (470 и 680) - на них напряжение разделится не поровну и на одном будет больше 400 Вольт, а на другом - меньше 400 Вольт. В результате один из конденсаторов испортится, а вслед за ним могут и остальные. Ставьте последовательно только одинаковые конденсаторы.

Расчёт у Вас интересный получился. Действительно в 800-Вольтовом варианте скорость значительно выше.
Изменением диаметра провода в 400-Вольтовом варианте не удаётся получить такую же высокую скорость, и это меня несколько удивляет. Возможно, для корректного сравнения нужно изменять сопротивление ключа. Сейчас в обоих расчётах оно остаётся одинаковым и это может влиять на результаты. Правда, на практике ключ (тиристор) может быть применён один и тот же в обоих случаях.
Вероятнее всего с этими двумя примерами стоит более пристально разобраться с моделями в FEMM.
А пока, может быть стоит попробовать поискать ещё один конденсатор 470 или 680 мкф, чтобы получить одинаковые 400-Вольтовые батареи и включить их последовательно для эксперимента.
Или так (680+680)+(680+680) - 4 штуки по 680 мкф
Или так (680+470)+(680+470) - 2 штуки по 680 и 470 мкф.

Я подозреваю, что FEMM в обоих случаях несколько завысил результат: и для 400 Вольт, и для 800 Вольт. Но если предположить, что отличие расчётной скорости от реальной в обоих случаях произойдёт примерно в одну сторону и на сопоставимую величину, то вроде бы стоит попробовать 800-Вольтовый вариант в реальности.
FEMM показывает для этого варианта колебание напряжения в минус на конденсаторе, в таком случае нужен диод в обратной полярности параллельно конденсатору. Можно диод взять небольшой (FR207) включив последовательно с резистором несколько сот Ом. Такой диод разрядит конденсатор, если тот вдруг зарядится противоположным напряжением во время выстрела.

-----
Евгений В.
 
 Top
__Санек__
Отправлено: 02 Мая, 2008 - 22:36:36
Post Id





Сообщений всего: 71
Дата рег-ции: Дек. 2007  




И так, я опробовал 800 вольтовую батарею...
Результаты мне сначала не понравились, но у меня просто снаряды не одинаковые, т.е. разной длинны.
Я сделал новый снаряд под рассчетный в ФЕММЕ, и все получилось почти так, как рассчитал ФЕММ.
Пробил стенку банки от томатной пасты, кофе и т.д. По проге айрспид скорость 29-32м/с, раз на раз плохо приходится... Т.е. ФЕММ не особо врет...
Диод не поставил, после выстрела на конденсаторах остается 12-15 вольт соответствующей поляности...

(Отредактировано автором: 02 Мая, 2008 - 22:37:29)

 
 Top
Evgeny Администратор
Отправлено: 03 Мая, 2008 - 00:13:04
Post Id


Администратор


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




__Санек__ пишет:
И так, я опробовал 800 вольтовую батарею...
Пробил стенку банки от томатной пасты, кофе и т.д. По проге айрспид скорость 29-32м/с, раз на раз плохо приходится... Т.е. ФЕММ не особо врет...

Радует, что результаты расчётов пригождаются на практике.

-----
Евгений В.
 
 Top
Страниц (9): « 1 2 3 4 5 [6] 7 8 9 »
« Теория »


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®