Kuguar |
Отправлено: 07 Сентября, 2006 - 21:33:57
|
Сообщений всего: 29
Дата рег-ции: Сент. 2006
Откуда: С-Петербург
|
Возможно не безинтересны будут следующие соображения:
Вполне доступны на сегодняшний день конденсаторные батареи
на 400в(800в) 1000...10000мкф.
Накапливаемая ими энергия ~80...800дж, что очень неплохо.
Но!!!
Эту энергию надо по максимуму отдать за весьма непродолжительное
время разгона 1..10 миллисекунд. Соответственно средний ток через
ключ (ключи) не может быть менее.
C=6000мкф
dU=400В
t=5мс
I = U*C/t = 400 * 0.006 / 0.005 ~= 500А
Но так как участки с эффективным разгоном весьма короткие и
определяются формой катушки и магнитопровода, то для повышения
эффективности пиковый ток в должен несколько раз превышать
идеализированный средний. По моим прикидкам в 4-5 катушечной
схеме он будет достигать 1200-1600А. Можно удвоить напряжение, тогда
пропорционально снизится ток, но повышать более 800В уже сильно
неудобно.
Вот и проблема, где взять закрываемые ключи на импульсный
ток 1500А и напряжение 600В или на ток 750А но 1200В.
Транзисторов подобных просто нет или это что то чрезвычайно экзотическое.
SCR в больно громоздких корпусах (от IRF) да и ценник пугает,
больше $80 за штуку.
\n\n(Добавление)
Ну и в догонку на ту же тему...
Энергия в батарее, в вышеприведенном примере, 480дж
Часть передается разгоняемому снаряду, часть уходит в тепло
через вихревые токи и потери на перемагничивание,
часть рассеивается на активном соротивлении цепи разряда.
Прикинем, сколько рассеивается в пустую в цепи разряда
Q=R*I^2*t = R * 250000 * 0.004 = R * 1000
В процентах от энергии в батарее это
(Qr / Qb)* 100% = (R * 1000 / 480) * 100 ~= R * 200
т.е при R= 0.5ом вся энергия идет мимо,
При R = 0.1 мимо идет 20%
при R = 0.05 мимо идет 10%, что уже терпимо.
Но если учесть импульсный характер разряда конденсаторов, то
все хуже в 3-4 раза. Т.е. приемлимым можно считать
сопротивление цепи разряда менее 0.01..0.02ом, что приводит
к 10-15 процентным потерям.
Повышение напряжения улучшает ситуацию, но не более чем в
два раза при 800В
Сопротивление медного провода d=1мм, которым чаще всего мотается
катушка около 0,021ом, так что на сам ключ ничего не остается.
Ну и что предлагается делать ? (
|
|
|
Llevellyn |
Отправлено: 28 Сентября, 2006 - 16:47:23
|
Сообщений всего: 97
Дата рег-ции: Авг. 2006
Откуда: Пермь
|
собираюсь делать многоступку на кондёрах 220мкф 450в. Оцените правильность моих соображений
допустим, импульс длится 1мс и имеет форму синусоиды (на самом деле он имеет форму как написано в учебнике http://llevellyn.narod.ru/el.html), тогда I = 0,7 Imax. Тиристор в импульсе выдержит 200А, значит I=140А. Чтобы получить 140А, нужно чтобы сопротивление цепи (активное и реактивное) было где-то 3Ом. 0,5 ома есть в кондёре, ещё 0,5 - сопротивление контактов, тиристора и индуктивное сопротивление катушки, и 2 ома сама катушка. Получаем энергию 140*300*0.001 = 42дж, это примерно 2 кондёра на ступень. подойдут ли тиристоры ТС122-20-7? И чем отличаются симметричные тиристоры от обычных? |
|
|
Llevellyn |
Отправлено: 29 Сентября, 2006 - 00:05:59
|
Сообщений всего: 97
Дата рег-ции: Авг. 2006
Откуда: Пермь
|
Как коммутировать 6кв? Нашёл только один завод который производит подходящие искровые разрядники, да и то в Москве. Оцените следующие варианты:
1. Берём обычную лампу накаливания и сжигаем вольфрамовую проволочку. А потом соединяем 2 лампы последовательно. Вот так:
Место соединения ламп получается управляющим электродом, а крайние соответственно анодом и катодом. Если это возможно, то какие нужны лампы и каковы будут в них потери?
2. Берём газоразрядник Р-35, который на 350в.
Как развести подальше его электроды, не нарушая герметичности? Или нарушая, а потом восстановивши? Какой там газ и какое давление?
3. Берём газоразрядник РБ-5 и ставим последовательно 20 штук.
Не разнесёт ли их от 400дж и, если не разнесёт, то каковы будут потери энергии?
4. Разбиваем Р-35, достаём из него электроды, рассчитываем расстояние пробоя и прикручиваем к куску текстолита. Потом засовываем в герметичную стеклянную колбу, выводим электроды, откачиваем воздух, закачиваем инертный газ и запаиваем колбу. Вопрос: какой должен быть инертный газ и какое давление? Где взять формулы для расчёта длины дуги при разных давлениях и газах? Можно ли юзать водород или азот (не образуются ли гидриды или какие-нибудь азиды при разряде на электродах)? |
|
|
Evgeny |
Отправлено: 29 Сентября, 2006 - 01:13:35
|
Администратор
Сообщений всего: 2395
Дата рег-ции: Нояб. 2005
Откуда: Псков
|
Llevellyn пишет:собираюсь делать многоступку на кондёрах 220мкф 450в. Оцените правильность моих соображений
допустим, импульс длится 1мс и имеет форму синусоиды (на самом деле он имеет форму как написано в учебнике http://llevellyn.narod.ru/el.html), тогда I = 0,7 Imax. Тиристор в импульсе выдержит 200А, значит I=140А. Чтобы получить 140А, нужно чтобы сопротивление цепи (активное и реактивное) было где-то 3Ом. 0,5 ома есть в кондёре, ещё 0,5 - сопротивление контактов, тиристора и индуктивное сопротивление катушки, и 2 ома сама катушка. Получаем энергию 140*300*0.001 = 42дж, это примерно 2 кондёра на ступень. подойдут ли тиристоры ТС122-20-7? И чем отличаются симметричные тиристоры от обычных?
При энергии 42Дж на ступень и таких катушках и конденсаторах T122 будет работать, и даже что-то слабее тоже будет работать: T112, T106, и даже КУ221.
TC122 - симистор. В открытом состоянии пропускает ток в любом направлении, а обычный тиристор когда открыт, пропускает ток только в одном направлении.
Про разрядники ничего не знаю
----- Евгений В. |
|
|
Evgeny |
Отправлено: 30 Сентября, 2006 - 03:33:25
|
Администратор
Сообщений всего: 2395
Дата рег-ции: Нояб. 2005
Откуда: Псков
|
Вот кое что по разрядникам (с сайта http://www.sibpatent.ru/ )
Сильноточные разрядники низкого давления с холодным катодом (Псевдоискровой разрядник ТДИ 1-150к/25). Для коммутации сильноточных высоковольтных импульсов в нано- и микросекундном диапазоне времени.
Результат выполнения научно-исследовательской работы.
Приборы изготавливаются в отпаянном виде и имеют керамический корпус, что обуславливает их высокую механическую прочность. Рабочее давление газа в коммутаторе обеспечивается встроенным генератором водорода. Принцип действия приборов основан на разряде низкого давления, возбуждаемом в системе с полыми электродами.
Использование данной формы разряда наряду с оригинальными конструкциями электродов и узлов поджига позволило получить следующие уникальные характеристики приборов: крутизна нарастания коммутируемого тока до 1012 А/с, стабильность срабатывания ~ 1 нс , полный заряд, скоммутированный прибором, до выхода из строя до 106 Кл .
Схема псевдоискрового разрядника ТДИ1-150к/25.
1 - керамический корпус,
2 - катод,
3 - анод,
4 - катодный фланец,
5 - анодный фланец,
6 - генератор водорода,
7 - верхний фланец,
8 - экран,
9-11 - узел поджига,
12 - катодная полость.
В настоящее время выпускается около 10 типов псевдоискровых разрядников, позволяющих коммутировать токи от 100 А до 150 кА. при напряжении до 100 кВ. Прикреплено изображение
----- Евгений В. |
|
|
Kuguar |
Отправлено: 10 Октября, 2006 - 19:54:41
|
Сообщений всего: 29
Дата рег-ции: Сент. 2006
Откуда: С-Петербург
|
Evgeny пишет:Kuguar пишет:Возможно не безинтересны будут следующие соображения:
/cut/
Эту энергию надо по максимуму отдать за весьма непродолжительное
время разгона 1..10 миллисекунд. Соответственно средний ток через
ключ (ключи) не может быть менее.
C=6000мкф
dU=400В
t=5мс
I = U*C/t = 400 * 0.006 / 0.005 ~= 500А
Может быть, например если t=10 мс
Увы, не может. Время однозначно определяется длинной ствола и конечной скоростью пули.
Т.е. если L=0.4м, а более длинный ствол требует больших по размеру или большего общего числа катушек и будет грезмерно громоздким и тяжелым.
И скорость V=200м/c, а если меньше, то дешевле купить пневматичку.
То время выстрела t=2*L/V= 4 миллисекунды
Evgeny пишет:Kuguar пишет:Но так как участки с эффективным разгоном весьма короткие и
определяются формой катушки и магнитопровода, то для повышения
эффективности пиковый ток в должен несколько раз превышать
идеализированный средний. По моим прикидкам в 4-5 катушечной
схеме он будет достигать 1200-1600А.
Не будет. Для этого достаточно конструктивными способами обеспечить менее "импульсный" харатер тока.
Устроить плавное нарастание тока конечно можно и даже удобно, т.к. можно сделать побольше витков и ток сам будет нарастать на индуктивности.
Но увы, потери на активном сопротивлении цепи разряда сведут все усилия к нулю.
Т.е. можно легко показать, что выигрыша ни в кпд, ни в силе полученного магнитного поля не будет. А вот выключать ток все равно нужно максимально быстро.
Поэтому удобнее всего сделать L-C-R параметры цепи такими, что бы автоматически получался импульс нужной длительности и необходимого тока. Ну и будет он, в первом приближении, в виде половины синусоиды. Т.е. максимальный ток равен средний умножить на корень из двух.
Ну и для обеспечения разных скоростей нарастания/снятия тока необходима схема из нескольких запираемых ключей, что тоже проблема.
Evgeny пишет:Kuguar пишет:Вот и проблема, где взять закрываемые ключи на импульсный ток 1500А и напряжение 600В или на ток 750А но 1200В.
Транзисторов подобных просто нет или это что то чрезвычайно экзотическое.
SCR в больно громоздких корпусах (от IRF) да и ценник пугает,
больше $80 за штуку.
Конструируйте систему так, чтобы токи были меньше.
Тогда и дешевле будут ключи.
Никак ( Время выстрела жестко определено длинной ствола и скоростью пули.
Ток и напряжение жестко определены энергией и временем выстрела.
Пока виден только один путь, но он дурацкий... А именно - увеличить время выстрела
разгоняя пулю по круговому пути а в конце выбрасывая в нужном направлении.
Типа пращи )
PS: Может сильноточные разрядники помогут, но мне не найти где их берут и что реально они могут.
|
|
|
Zhuk |
Отправлено: 27 Ноября, 2006 - 00:35:22
|
Сообщений всего: 3
Дата рег-ции: Нояб. 2006
Откуда: Запорожье, Украина
|
Огромное спасибо Вам, Евгений, за предоставленную информацию. Если я Вас правильно понял, то данные тиристоры вполне подойдут для использования в гауссе, о которомы мы с Вами говорили в теме "Простой гаусс-ган из фотовспышки". Однако не могли бы Вы указать схему включения для этих тиристоров, так как указанная вами на первой странице схема с ними, почему-то, не работает.
----- Чем больше узнаю людей, тем больше люблю компьютеры... |
|
|
|