Coilgunin käämin optimointi

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

[size=85:22pso66v]Olen tässä vapaa-ajalla väsänny coilgunin, mutta ensimmäisellä käämillä hyötysuhde oli huono(0,5%), ja olisi halua parantaa sitä. Harmi vain en tiedä millaisella käämillä hyötysuheen saisi paremmaksi. Konkkapankkina toimii 4x470µF 400V konkkaa(käytän niitä 380V). Ammus 4g, n. 7mm paksu ja n. 20mm pitkä.
http://www.tiede.fi/keskustelut/tekniikka-ja-energia-f1/coilgun-rakentei... tuolla on keskustelua samasta aiheesta mutta sieltä ei apua löytynyt [/size:22pso66v]
Optimaalinen käämi haussa!

Edit: Unohdin vielä mainita, että tämänhetkinen käämi on 0,8mm kuparilankaa, kierroksia n. 160

Sivut

Kommentit (375)

Vierailija

[size=85:35pk7fbw] Siis paras kuparilangas paksuus ja kierroslukumäärä haussa, sekä käämin pituus ja halkaisija Jos tässä ja edellisessä postissa ei selvinnyt kaikki tarvitsema tieto, niin kysykää ihmeessä [/size:35pk7fbw]

Vierailija

Aloita vaikka sillä, että kerrot kaiken laittestasi. Esim. miten käämi liipaistaan jne... Ei kukaan pysty näillä tiedoilla auttamaan.

Miten mittasit hyötysuhteen?

Vierailija

Suuntaa antava kuva
[size=85:3gsn1g96]koneelta ei näköjään saanut otettua kuvaa, mutta netistä löyty näköjään MELKEIN samanlainen kytkentäkaavio (jossa on jännite väärin). Siis tos on tyristori kytkimenä ja 9V paristo ohjausvirralle. Kuvassa olevaa maadoitusta ei minulta myöskään löydy. Käämin on myös kytketty tasasuuntausdiodi niinpäin, että kun konkissa voi liipasun jälkeen mennä jännite miinukselle, niin virta kulkee sen kautta ja ei konkka hajoo (tosta en oo varma mut melkein kaikissa lähteissä tollanen diodi löyty). Piippu on muovia, konkat kytketty rinnan.
Hyötysuhteen mittasin silleen, et ammuksen nopeuden sai kronometrillä mitattua, ja ammuksen painon sai vaa'an avulla. Myös konkkien kokonaisenergian saa laskettua niin eipä sen hyötysuhteen laskeminen niin vaikeaa ollut, tietenkin pientä heittoa siinä voi olla, mutta kokeilin nopeuden monta kertaa ja sama tulos tuli.[/size:3gsn1g96]

Vierailija

No äkkiseltään vaikuttaa siltä, että LC-piiri pitää mitoittaa siten, ettei konkan aikaansaama magneettipulssi ole liian lyhyt, eikä liian pitkä. Eli siis konkan energian tulee riittää vain kiihdyttämään ammusta. Jos sen purkautumisaika käämin läpi on liian pitkä, se vie ammukselta nopeutta.

Eikös noita käämejä pitäisi olla useita peräkkäisiä ja liipaisukytkentöjen välillä oikea ajoitus?

Vierailija
Electric shadow
Eikös noita käämejä pitäisi olla useita peräkkäisiä ja liipaisukytkentöjen välillä oikea ajoitus?

[size=85:3c85cjb9]Siis joo voihan niitä käämejä olla vaikka kuinka monta, ja mitä useampi, sitä parempi hyötysuhde vissiin, mut nyt oon yritän tehä ton yksittäisen käämin hyötysuhteen paremmaks, siit ois sitten parempi lähtee rakentaa monitasoista coilgunia [/size:3c85cjb9]

Vierailija
sjk
[size=85:3gw6i9tz]Siis joo voihan niitä käämejä olla vaikka kuinka monta, ja mitä useampi, sitä parempi hyötysuhde vissiin, mut nyt oon yritän tehä ton yksittäisen käämin hyötysuhteen paremmaks, siit ois sitten parempi lähtee rakentaa monitasoista coilgunia [/size:3gw6i9tz]



Magneettikenttä pitäisi tietysti saada mahdollisimman voimakkaaksi, joten tästä voisi hakea suuntaa käämiin. Kun sinulla nyt on joku kela, suosittelisin eri kapasitanssiarvojen kokeilua oikean ajoituksen löytämiseksi. Sitten ehkä toinen kela(erilainen käämi) ja taas sama testi. Eiköhän siitä sitten ala suunta löytymään.

Olisihan tuo jotenkin laskettavissakin ainakin suuntaa antavasti, mutta vaikeampi juttu joka tapauksessa.

Vierailija

Kapasitanssia ei kannata pienentää, kaikki konkat peliin mitä varastoista löytyy. Käämin mitoitus sitten käytössä olevan kapasitanssin mukaan. Minä olen käyttäny monikerros käämejä niin, että kaksi tai kolme kerrosta päällekäin ja ne rinnakkain. Käämit ovat olleet pituudeltaan pari senttimetriä. Perstuntumalta mitoitettu

Putki jonka ympärillä käämi on kannattaa olla ohut mutta kestävä.

Minä en osaa laskea hyötysuhdetta eikä minulla ole tarvittavia instrumentteja siihen, mutta kun karkaistun, terotetun työkalutapin ampuu lähietäisyydeltä lankunpätkään, uppouman syvyys on hyvä vertailu kohde.

Ai niin minulla on ollut kipinäsytytys käytössä, kaksi kuparitankoa olen lyönnyt yhteen. Se miten ne osuu toisiinsa vaikuttaa paljon virtaan. Tyristoori on paljon parempi

ovolo
Seuraa 
Viestejä5372
Liittynyt7.7.2007
sjk

Käämin on myös kytketty tasasuuntausdiodi niinpäin, että kun konkissa voi liipasun jälkeen mennä jännite miinukselle, niin virta kulkee sen kautta ja ei konkka hajoo (tosta en oo varma mut melkein kaikissa lähteissä tollanen diodi löyty).




Kun tuon diodin tarkoitus näyttää olevan epäselvä, niin selvitetään. Kun kelaan johdetaan virtaa, niin se varastoi energiaa kelaan. Kun kondensaattorin virta kelaan alkaa pienentyä tai loppuu, niin kelaan muodostuu back-emf-jännite, joka vastustaa virran muutoksia eli pyrkii pitämään kelan virran entisellään. Tuo (back-emf-)diodi purkaa tuon kelaan varastoituneen energian ja kelan virta ja magneettikenttä sailyy samansuuntaisena kuin mitä se oli, kun kela sai virtaa kondensaattorilta.

Jotta tuota toimintaa voisi tehostaa, kelaan pitäisi johtaa virtaa puolet siitä ajasta, mika on tarpeen kappaleen vauhdin kiihdyttämiseksi. Toinen puoli virrasta tulee siitä, kun tuo back-emf-diodi purkaa kelaan varastoituneen energian.

Eli kondensaattorista kelalle pitäisi olla sekä virrankytkentä- että katkaisuelin. Tuon vois järjestää tehomosfetillä, johon syöttää määrätynpituisia ohjauspulsseja. Ohjauspulssin pituudella etsitään paras hyötysuhde.

Parasta hyötysuhdetta haettaessa kelan induktanssin ja virtapiirin sisältämän resistanssin muodostama aikavakio tulisi olla hieman pidempi, kuin mitä on luodin kiihdyttämiseen menevä aika.

Kelan induktanssi tietysti vaihtelee sen mukaan, missä kohdassa kelaa tuo kiihdytettävä luoti on.

Vierailija
ovolo

Kun tuon diodin tarkoitus näyttää olevan epäselvä, niin selvitetään.



Tuosta diodista on hyötyä jos kelan läpi kulkeva virta katkaistaan. Silloin syntyy kelassa tuon diodin päästösuuntainen jännite joka siis virtana purkautuu diodin läpi. Kellassa virran katkaisuhetkellä syntyvä jännite saattaa olla kilovoltteja mutta energialtaan kuitenkin pieni. Eli pienehkö diodi riittää kuolettamaan jännitteen.

Vierailija

[size=85:1wo6miy4]No selvishän sen diodin tarkotus [/size:1wo6miy4]

Sahrah
[size=85:1wo6miy4]Kapasitanssia ei kannata pienentää, kaikki konkat peliin mitä varastoista löytyy. Käämin mitoitus sitten käytössä olevan kapasitanssin mukaan. Minä olen käyttäny monikerros käämejä niin, että kaksi tai kolme kerrosta päällekäin ja ne rinnakkain. Käämit ovat olleet pituudeltaan pari senttimetriä. Perstuntumalta mitoitettu [/size:1wo6miy4]

[size=85:1wo6miy4]Monikerros käämi? Siis miten toi kapasitanssi vaikuttaa käämin kokoon? Isompi käämi isompi kapasitanssi?
Multa siis löytyy 1880µF.[/size:1wo6miy4]

Löytyi edellisestä keskustelusta
[size=85:1wo6miy4]Optimaalisin luodin pituus on noin 3/4 kelan pituudesta. [/size:1wo6miy4]

[size=85:1wo6miy4]Pitääkö tämä paikkansa? ^[/size:1wo6miy4]

ovolo
[size=85:1wo6miy4]Eli kondensaattorista kelalle pitäisi olla sekä virrankytkentä- että katkaisuelin. Tuon vois järjestää tehomosfetillä, johon syöttää määrätynpituisia ohjauspulsseja. Ohjauspulssin pituudella etsitään paras hyötysuhde.

Parasta hyötysuhdetta haettaessa kelan induktanssin ja virtapiirin sisältämän resistanssin muodostama aikavakio tulisi olla hieman pidempi, kuin mitä on luodin kiihdyttämiseen menevä aika.[/size:1wo6miy4]


[size=85:1wo6miy4]Siis tyristori korvattais MOSFET:illa? Miten sen ohjausvirran sais sitten määrättyä tietyn pituiseksi? Sekä miten sitä saisi tarvittaessa säädettyä lyhyemmäksi/pidemmäksi?
Ja viel ois muuten kuparilangan paksuuskin haussa[/size:1wo6miy4]

Vierailija

Jos en aivan väärin muista, niin tuon suojadiodin kanssa sarjaan pitää lisätä vielä erikseen resistanssia sen verran että sen yli syntyvä jännite jää kuitenkin tarpeeksi alhaiseksi ettei mikään paikka hajoa.

Myös diodi itsessään aiheuttaa jännitehäviön, johon magneettivuon energiaa haihtuu, ja tätä energiahäviötä pitäisi kasvattaa.

Resistanssin lisäys nostaa piirin vaimennusta, jonka ansiosta takaisinindusoituva virta kuolee nopeammin. Virran tappaminen on tärkeää, koska optimaalisimmassa systeemissä kaikki magneettivuo katoaisi heti tasan sillä hetkellä kun luoti on keskellä kelaa.

Systeemin hyötysuhde on heikko joka tapauksessa, koska luoti saturoituu ja suurin osa energiasta jää magneettivuohon. Ovela rakentaja pystyy kuitenkin diodin kautta ohjaamaan osan energiasta takaisin kondensaattoriin ja nostamaan hyötysuhdetta.

No-one
Seuraa 
Viestejä535
Liittynyt18.8.2008
Electric shadow
Eikös noita käämejä pitäisi olla useita peräkkäisiä ja liipaisukytkentöjen välillä oikea ajoitus?

Entäs jos ajoituksen sijaan hoitaisi homman kotiin fotodiodeilla ja tulkittaisiin niillä ammuksen etenemistä?

"... En ikinä uskonut, että muut voisivat ottaa teoriani niin paljon vakavemmin, kuin minä itse..." Albert Einstein

Vierailija
No-one
Entäs jos ajoituksen sijaan hoitaisi homman kotiin fotodiodeilla ja tulkittaisiin niillä ammuksen etenemistä?

Ihan hyvä ajatus. Virtapulssin vaan täytyy lyhentyä piipun suuta kohti ammuksen nopeuden kasvaessa, siis useamman peräkkäisen kelan laitteessa.

Vierailija
Electric shadow
No-one
Entäs jos ajoituksen sijaan hoitaisi homman kotiin fotodiodeilla ja tulkittaisiin niillä ammuksen etenemistä?

Ihan hyvä ajatus. Virtapulssin vaan täytyy lyhentyä piipun suuta kohti ammuksen nopeuden kasvaessa, siis useamman peräkkäisen kelan laitteessa.



Ensimmäiseltä käämiltä voisi ottaa vastuksen kautta kantavirran seuraavaa käämiä ohjaavalle transistorille, kondensaattorilla (b:n ja maan väliin)viive kantavirran nousulle.
Sama juttu seuraavien käämien kanssa, aina edelliseltä käämiltä ohjausvirta.
Jos käämejä voi liikuttaa putken suuntaisesti, sillä voi hienosäätää viiveen sopivaksi.
Jokaiselle käämille suojadiodi estosuuntaan.
Kondensaattorien koon avulla säädetään samalla transistorin aukioloaika, onnistuu varmaankin jos käämejä pystyy liikuttamaan riittävästi.
Muuntajan sydämissä taitaa olla en nyt muista mitä rautaa, pyörittele siitä putket käämeille, mäkin mehupilli piipuksi.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat