电磁q1an9,,,,磁阻发射原理
首先是通过磁阻发射最简单的基本电路
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电池部分可以是蓄电池,也可以是升压电路。升压电路在此我就不做介绍了。开关是空气开关,通过切换空气开关来控制电池对电容充电或电容对线圈放电,形成一个最简单的电磁炮实验。线圈上并联的二极管是为了防止线圈通电/断电的瞬间产生的高压逆流击穿电路损坏零件,起到保护的作用。
然后加入了可控硅file:///C:/DOCUME~1/SHENSH~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-15662.png
空气开关可能还好些,如果换普通的开关就问题大了。如果电压高时不但会产生巨大的电火花烧坏开关触点,还会将大部分的能量都浪费在上面,最关键的是……很吓人,心理承受能力不强的容易吓出毛病。所以这里用到了可控硅这种“固态开关”来控制电路的发射,由于使用了弱电控制强电,因此这里的开关只要一个普通的按钮即可。
如果直接使用市电
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蓄电池或升压电路往往是直流电,尤其升压电路充电速度可能比较慢,这里就换成市电作为电源,同样采用可控硅作为控制。由于市电是交流电,交流电不能直接给电解电容充电!因此需要用到整流。可以用四个二极管搭桥,也可以直接用一个整流桥来做。由于大电解刚开始充电时电流非常大,可以看作大的像短路,所以要给充电电路进行限流。方法很多,因为电流大时相应阻抗也大,可以在整流桥输入端串联一个灯泡。当然还有其它更好的办法,比如串联一个10uF到20uF的空调电容,或者串联一个100mH左右的电感等。由于这时可控硅的门极(触发极)直接连接在220V整流后的回路上,所以相应的电阻阻值和功率需要大一些,并且务必在线圈上反向并联二极管作为保护!
变压器与电容串并联的使用
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有时为了寻求更大的威力需要更高的电压,这时最简单的就是升压电路将电压调高,这里不做介绍。另外将市电变压也是一个方法,这里必须注意你所使用的整流桥与电容的参数。我以380V举例的原因是因为现在绝大多数的市售电解耐压都是450V,因此380V整流后的530V左右电压是无法承受的。整流桥也必须使用600V以上的型号。既然电容耐压只有450V,如何达到更高的耐压呢?就是将电容串联。相同型号的电容串联可以将耐压加倍,但是这样相当于将电容极板更加分开,所以容量会减半。合理的利用串并联就可以取得更高的电压和容量。电容串并联时需要添加均压电阻以防由于电解内阻不同时,过快的充电使串联的电容分到的电压不同而爆炸。均压电阻阻值不一定要很高,但功率要稍微大些。以这个电路为例,如果1W的电阻可以使用10K左右,3个串并联下来大约总共6.6K的阻值,如果是5W或10W的电阻则可以取根小些,比如4.7K甚至1K。在电解上并联一个电阻还有个好处,高压电解在使用完后可以自动放电,以防不小心触摸电路时触电!
其他:线圈的绕法是按照一个旋转方向往返的饶几层,只要旋转方向相同不论你往左绕还是往右绕都不会影响磁场。如果限流用的扼流线圈还可以采用蜂房式绕法(如果你绕的出来……)
在实际的使用中线圈的绕法相当多,因为这个与我们将要讲的内容无关,我只是带过下。
线圈有空心线圈和带芯线圈两种,变压器上的也是一种带芯线圈。
前面提到过扼流线圈往往是直接绕在磁环上或用蜂房式绕法,线路板上也有工字电感的垂直式绕法。
我们制作的Coilgun的电磁发射线圈在装入弹丸前可以看作一个空心电感,实际制作时也是空心的电杆,所以一般就不必考虑用磁环或者工字的磁芯了。
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第一张图是发射用的空心管。
第二个是准备好漆包线后将一头留出抽头并固定于空心管上,固定方法可以考虑用快速方便的502胶水。 箭头的方向是绕线的方向。
第三个图是将第一层绕完后的情况,实际情况下恐怕线圈的密度会比这个要大的多,而且由于绕制的紧密往往带有预应力,可以参考本坛各坛友的作品。绕完一层后建议使用胶水固定一下,以防松动了要返工。
然后第四个图则是重点,为了区分开第二层我将颜色换成了红色,虚线部分是空心管背面的情况。请注意红色的箭头方向依然是与黑色箭头同向——没错,你没看错,就是以同样的方向继续绕线并折返回去,千万不要让“红色”的箭头以相反的方向绕线了,因为这样磁场的方向会改变,造成磁场的互相抵消,自然就没法发射了。
需要注意的是除了用胶水固定以外,建议使用硬卡纸,塑料片甚至有机玻璃板预先开孔并在空心管的两头固定住,以留出一个线圈绕线的范围,这样不但能够使绕线过程更加容易,还可以加大空间的利用率,使线圈的磁场更强
受教育了!