| fantom |
Отправлено: 10 Апреля, 2007 - 19:06:18 
|
Сообщений всего: 307
Дата рег-ции: Сент. 2006
|
Дмитрий пишет:
Потому что
1. при заданных исходных напряжении, длине пули, ограничениях по внутреннему и наружному диаметрам есть всего несколько самых оптимальных с точки зрения энергетики вариантов катушки, которые отличаются только числом слоев провода. Провод один и тот же при этом получается.
В том то и дело что для начального ускорения оптимально применять катушки с большой индуктивностью !!! Заданное исходное напряжение изменится после 1-ой катушки, изменится и энергетика системы.Размер катушки такой же, диаметры тоже только меняется диаметр провода, число витков и индуктивность ВСЁ !!!
Дмитрий пишет:
2. Можно конечно мотать слоев по-больше, куда позволяет ограничение по внешнему диаметру, но тогда будет безумная индуктивность, с большим временем включения. Это тоже накладывает еще одно ограничение на параметры катушки.
Даже если индуктивность и безумная получится, ну и что ? Зачем вам маленькая индуктивность и большая скорость включения на 1-ой катушке. Всё равно скорость маленькая, а куча энергии в тепло уйдёт !!! В ЭТОМ ВЕСЬ И СМЫСЛ - ЭКОНОМИМ ЭНЕРГИЮ НА ПЕРВЫХ КАТУШКАХ ЧТОБЫ ОТДАТЬ ЕЁ НА ПОСЛЕДУЮЩИХ БОЛЕЕ БЫСТРЫХ !!! А так как пуля уже набрала несколько M/S быстрые катушки будут тратить меньше энергии, соответственно КПД повышается.
Дмитрий пишет:
3. В итоге проще делать все катушки одинаковые тем более это даст возможность прогнозировать разгон тела более точно, чем в случае разных катушек. Я, например, уже по результатам стрельбы одной катушки и ее параметрам могу точно сказать, что можно получить на многоступенчатой системе с несколькими такими катушками и сколько ступеней вообще можно сделать.
Конечно одинаковые катушки проще сделать, но можно сделать и лучше  ) Вроде многие этого хотят, я и написал, как сделать лучше. Прогнозировать разгон сложнее будет, а оно надо ? По моему больший КПД важнее любых прогнозов.
Я предлогаю расчитывать систему сначала, а не с конца как это делает большинство людей |
| |
|
Evgeny  |
Отправлено: 10 Апреля, 2007 - 20:09:39
|
Администратор
Сообщений всего: 2395
Дата рег-ции: Нояб. 2005
Откуда: Псков
|
У меня тоже на одинаковость катушек несколько другой взгляд. Я исхожу из одинаковой силы действующей на пулю. Сила в идеале сохраняется неизменной по всей длине ускорителя. По мере ускорения пули время работы катушек сокращается и при одинаковых катушках ток не будет успевать нарастать до той же величины, что был в более ранних ступенях. Для этого, если размеры катушек делать одинаковыми (что оправдано, так как существует оптимальные для данного ускорителя размеры катушки), то для сохранения тока (и ускоряющей силы) требуется постепенное увеличение диаметра провода. Кроме того, если применять один общий конденсатор для всех ступеней (что так же считаю правильным - меньше потери на внутреннем сопротивлении большого конденсатора) напряжение будет у каждой следующей ступени немного ниже, что дополнительно потребует увеличения диаметра провода для сохранения на прежнем уровне хотя-бы только тока в катушке. А так как при неизменных размерах катушки приходится увеличивать диаметр провода, то витков входит меньше и при том-же токе сила всё равно уменьшается (меньше становится ампер*витков). Потому для постоянства ускоряющей силы ток приходится в каждой следующей ступени увеличивать.
Но в реальной конструкции имеется ограничение, вызванное возможностями самих ключей. То есть если сделать ещё одно конструктивное ограничение и ключи применить одинаковые для всех ступеней, то на какой-то ступени ток окажется слишком велик и придётся у этой ступени и последующих уже ограничиться только тем током, что способен выдержать применённый ключ. Одну из боле ранних моделей я расчитывал так, чтобы ограничение тока возможностями ключа наступало примерно в середине второй половины ускорителя, то есть 75% ступеней ток постепенно растёт и достигает максимального значения, а в оставшихся 25% последних ступеней ток приблизительно остаётся на этом максимальном уровне, хотя оптимально как бы надо ток побольше, но ключи уже не выдерживают. Так как ключи имеют достаточно высокую цену, то применение ключей с запасом получается сильно расточительно.
А в другом ускорителе практически все ступени (кроме первых двух) работают просто на максимально допустимом токе ключа. Тут уже сила действующая на пулю постепенно уменьшается по всей длине ускорителя, так как диаметр провода увеличивается, число витков уменьшается, а ток остается примерно постоянным (ампер*витков становится всё меньше). Наверное такой подход не слишком хорош, с точки зрения эффективности, но конструкция так же вносит свои коррективы и здесь пришлось принести в жертву какую-то часть КПД для более дешёвых однотипных ключей.
Если же допустить применение в разных ступенях разных ключей, то это наиболее эффективный вариант (на мой взгляд). В этом случае ток в каждой следующей ступени увеличивается, сила ускорения (и насыщение пули) примерно одинаковы во всех ступенях, все катушки имеют одинаковые размеры но провод в каждой следующей толще и толще. И ключи в последующих ступенях всё более сильно токовые, либо по несколько ключей параллельно, и число параллельных ключей постепенно растёт от ступени к ступени.
(Добавление)
При этом, как оказалось, диаметр провода нужно подбирать точнее, чем имеющаяся номенклатура обмоточных проводов - даже небольшие отступления от диаметра существенно влияют на параметры катушки. Зато, некоторое небольшое отступление внешнего диаметра катушки от оптимального (в обе стороны), но с соответствующим изменением диаметра провода, не очень сильно сказывается на эффективности. Поэтому при расчётном диаметре провода, например 0,634 мм, можно применить провод диаметром 0,65 но немного увеличив внешний диаметр катушки и число витков, либо взять провод 0,6 и соответственно немного уменьшить число витков за счёт небольшого уменьшения внешнего диаметра катушки - то есть изменить в небольших пределах число витков так, чтобы применить стандартный диаметр провода, сохранив основные параметры ступени: силу, действующую на пулю, форму и значение тока в катушке.
-----
Евгений В. |
| |
|
| Дмитрий |
Отправлено: 11 Апреля, 2007 - 14:10:49
|
Сообщений всего: 115
Дата рег-ции: Нояб. 2006
|
fantom пишет:
В том то и дело что для начального ускорения оптимально применять катушки с большой индуктивностью !!! Заданное исходное напряжение изменится после 1-ой катушки, изменится и энергетика системы.Размер катушки такой же, диаметры тоже только меняется диаметр провода, число витков и индуктивность ВСЁ !!!
Увы, далеко не ВСЕ. Потому как
1. Вы ограничены наружным диаметром катушки
2. Мотая бобину на сотни и тысячи мкгн вы получаете не только высокую индуктивность, но еще и высокое сопротивление.
3. Сопротивление катушки должно быть согласовано с сопротивлением цепи питания, это тоже надо учитывать для получения максимального тока в катушке, а ток в катушке
4. изменяет энергию катушки в квадратичной зависимости, в то время как индуктивность - только в линейной.
Короче, поверьте мне, как человеку, считавшему разные варианты катушек, что мотать большую бобину не есть оптимальное решение. |
| |
|
| fantom |
Отправлено: 11 Апреля, 2007 - 18:52:09
|
Сообщений всего: 307
Дата рег-ции: Сент. 2006
|
Дмитрий пишет:
Увы, далеко не ВСЕ. Потому как
1. Вы ограничены наружным диаметром катушки
2. Мотая бобину на сотни и тысячи мкгн вы получаете не только высокую индуктивность, но еще и высокое сопротивление.
3. Сопротивление катушки должно быть согласовано с сопротивлением цепи питания, это тоже надо учитывать для получения максимального тока в катушке, а ток в катушке изменяет энергию катушки в квадратичной зависимости, в то время как индуктивность - только в линейной.
Короче, поверьте мне, как человеку, считавшему разные варианты катушек, что мотать большую бобину не есть оптимальное решение.
1 Наружний диаметр тот же, читайте внимательно. Меняется только кол-во витков и диаметр провода.
2 Ну и что что сопротивление больше ? Потребление энергии меньше !!!
3 А зачем нужен "максимальный ток" в первой катушке ? Чтобы вся энергия ушла на начальный разгон пули ? А дальше что ?
Да высокоомная катушка даст меньшее ускорение,допустим в 2 раза меньше, но зато съест меньше энергии в 10 раз. Сэкономленная энергия пойдёт на следующие катушки, где время пролёта пули меньше, а кпд выше !!!
Максимальная мощность развивается тогда когда сопротивление источника и приемника энергии равны, но КПД при этом не больше 50% !!!
Короче, поверьте мне, как человеку, мотавшему разные варианты катушек, и объединявшему эти катушки в единую систему - разные катушки лучше. Речь идет не об 1-ой катушке, а о системе катушек !!! И расчитать нужно систему, а не отдельно взятый моток проволоки !!!
P.S. На самом деле всё просто: На тот же каркас мотаете провод в 2а раза тоньше, ставите эту катушку 1-ой и стреляете. Потом замер скорости и остаточной энергии в конденсаторах. Думаю даже так эффект будет заметен. Остальное дело техники. |
| |
|
| Дмитрий |
Отправлено: 12 Апреля, 2007 - 16:04:10
|
Сообщений всего: 115
Дата рег-ции: Нояб. 2006
|
fantom пишет:
2 Ну и что что сопротивление больше ? Потребление энергии меньше !!!
Повторю все еще раз, уже последний Пуля черпает кинетическую энергию из энергии катушки, катушка - из конденсатора, конденсатор из аккумулятора. Надеюсь нет возражений ? Следовательно нужно обеспечить максимально энергичную катушку при заданных параметрах (напряжение, длина катушки, внутренний диаметр, максимальный внешний и разумное число слоев) для того, чтобы на выходе катушки получить максимальную кинетическую энергию пули. И так на каждой катушке. Енергия катушки E=(LI^2)/2 Отсюда видно, что ток нужен максимально возможный получить при максимально возможной индуктивности.
Максимально возможный ток ограничен сопротивлением катушки и сопротивлением источника питания. Если вы намотаете катушку короткую или толстым проводом, то рискуете получить сопротивление меньше сопротивления источника. В этом случае энергия уйдет в нагрев источника. Если сопротивление катушки будет больше сопротивления источника, то энергия источника будет тратиться далеко не полностью и вы опять не получите максимального тока в катушке. Вывод - сопротивление должно быть максимально согласованным. Иначе - потери вашего любимого КПД, которым вы собираетесь поражать цель.
Индуктивность катушки. Она влияет на энергию слабее чем ток, тобишь линейно. Но ее тоже нужно получить максимальной. А вот тут нас ограничивает
1. рост сопротивления провода
2. увеличение габаритов катушки
3. увеличение постоянной времени включения катушки.
Если пункт 3 подавляется применением электронной системы управления стрельбой, то первые 2 пункта тесно связаны между собой потому как если увеличение сечения провода снижает его погонное сопротивление и якобы позволяет намотать по-больше индуктивность, то растет габарит и наоборот.
fantom пишет:
3 А зачем нужен "максимальный ток" в первой катушке ? Чтобы вся энергия ушла на начальный разгон пули ? А дальше что ?
А может вообще ее разгонять не будем ? Вокруг ведь столько подходящих камней валяется. Тогда 100% КПД ускорителя будет обеспечен. |
| |
|
| Evgeny |
Отправлено: 12 Апреля, 2007 - 16:38:26
|
Администратор
Сообщений всего: 2395
Дата рег-ции: Нояб. 2005
Откуда: Псков
|
Дмитрий, как я понимаю, Fantom говорит несколько о другом. Имея один единственный конденсаторный источник для всех ступеней ускорителя, мы подключаем к этому источнику все ступени по очереди. Время, на которое подключается к конденсатору каждая катушка, разное – первая подключена дольше всего, последующие подключаются на более короткий промежуток.
Собственно, время работы каждой ступени тоже зависит от много чего, но положим пока движение будем считать равноускоренным, считая ускоряющую силу постоянной.
Вопрос в том, как распределить энергию источника между ступенями: каждой поровну, или каждой ступени дать энергию пропорционально времени работы ступени, или в первых ступенях недодать энергии, чтобы в последних, где КПД может быть более высоким, использовать эту сэкономленную на первых ступенях энергию с большей выгодой. Если же сюда добавить всякие конструктивные ограничения, например по току ключей, то вопрос распределения энергии между ступенями становится интереснее, чем просто "всем сестрам по серьгам".
2 Дмитрий: кстати, я уже спрашивал Вас как-то, у Вас применяется один конденсатор общий или отдельный конденсатор на каждую ступень? Потому как при общем и при раздельных конденсаторах подход к выбору параметров ступеней тоже немного разный получается.
\n\n(Добавление)
Естественно, что имеется в виду перераспределение энергии между ступенями с помощью изменения параметров катушек.
-----
Евгений В. |
| |
|
| Evgeny |
Отправлено: 12 Апреля, 2007 - 18:41:44
|
Администратор
Сообщений всего: 2395
Дата рег-ции: Нояб. 2005
Откуда: Псков
|
Дмитрий пишет:Евгений, ну что значит недодать энергии ?
....Конденсатор у меня на каждую катушку отдельный.
Отсюда и непонимание. Когда конденсаторы отдельные, то проблемы другие. У Вас сейчас с отдельными конденсаторами энергия каждой ступени уже ограничена - максимум, что может истратить ступень - это истратить всю энергию своего конденсатора. И на каждую ступень, в случае применения одинаковых конденсаторов, отводится одинаковое количество энергии.
А при одном общем конденсаторе первая ступень, если её сделать слишком прожорливой, может истратить вообще всю энергию конденсатора (это конечно вряд-ли мы допустим, и так делать не станем, но теоретически это возможно) и на остальные ступени ничего не останется.
В случае с раздельными конденсаторами у Вас та же задача примет другой вид. Допустим, имеется 20 ступеней и один килоджоуль энергии. Этот килоджоуль накоплен в 20 конденсаторах разной ёмкости - по одному конденсатору на каждую ступень. Но предположим, что мы можем изменять ёмкость одного конденсатора, за счёт другого - то есть уменьшить энергию одной ступени, и увеличить энергию другой ступени, оставив общую энергию ускорителя без изменений. Вот и спрашивается: как распределить энергию между ступенями для достижения максимального общего КПД? Как лучше - все одинаковые сделать конденсаторы (равные энергии ступеней), или у первых ступеней конденсаторы более ёмкие, чем у последних ступеней, или наоборот - вообщем вот об этом речь идёт. При этом катушки можно применять с проводом разного диаметра и наиболее оптимальный вариант конструкции желательно получить ещё до этапа изготовления, то есть расчётным путём, так как перепробовать на практике все возможные варианты, либо надеяться на то, что собранный "на удачу" как раз и окажется лучшим, просто не реально.
-----
Евгений В. |
| |
|
| fantom |
Отправлено: 12 Апреля, 2007 - 22:41:32
|
Сообщений всего: 307
Дата рег-ции: Сент. 2006
|
Дмитрий пишет:
Повторю все еще раз, уже последний Пуля черпает кинетическую энергию из энергии катушки, катушка - из конденсатора, конденсатор из аккумулятора. Надеюсь нет возражений ? Следовательно нужно обеспечить максимально энергичную катушку при заданных параметрах (напряжение, длина катушки, внутренний диаметр, максимальный внешний и разумное число слоев) для того, чтобы на выходе катушки получить максимальную кинетическую энергию пули. И так на каждой катушке.
Вы упорно не хотите учитывать ещё один заданный параметр, а именно скорость пули на каждой катушке !!! Ну наверное это так - фигня 
И у вас в результате: 1-е катушки греют атмосферу, а последние просто поддерживают заданную скорость.
Дмитрий пишет:
Максимально возможный ток ограничен сопротивлением катушки и сопротивлением источника питания.
А ещё временем воздействия на индуктивность- ток на катушке не мгновенно растёт !!!Чем больше индуктивность, тем медленнее растёт ток. И получается что 1-я ступень у вас вырабатывается по максимуму, а последние только чуть-чуть. Потому что время воздействия сократилось, а индуктивность та же !!! И ваш максимальный ток, не успевает нарасти !!!
Дмитрий пишет:
А Если вы намотаете катушку короткую или толстым проводом, то рискуете получить сопротивление меньше сопротивления источника. В этом случае энергия уйдет в нагрев источника.
В принципе верно, но опять нет учёта времени воздействия при большой скорости, такая катушка очень даже пойдет !
Дмитрий пишет:
Если сопротивление катушки будет больше сопротивления источника, то энергия источника будет тратиться далеко не полностью и вы опять не получите максимального тока в катушке.
Зато получу больший КПД, сэкономлю энергию для следующих ступеней, на конец дожгу её, на последней низко омной катушке и получу больше скорость и КПД !!!
Дмитрий пишет:
Вывод - сопротивление должно быть максимально согласованным. Иначе - потери вашего любимого КПД, которым вы собираетесь поражать цель.
Дмитрий вы путаете КПД и мощность, при равенстве сопротивлений получается максимальная мощность но КПД при этом не более 50%. Я педлагаю пожертвовать мощностью на первых ступенях, но повысить КПД. На последних ступенях сэкономленная энергия даст большую скорость вылета !
Дмитрий пишет:
Индуктивность катушки. Она влияет на энергию слабее чем ток, тобишь линейно. Но ее тоже нужно получить максимальной.
Индуктивность должна быть не максимальной, а оптимальной под время воздействия. Даже если сделать компактную катушку из сверхпроводника и у неё будет очень большая индуктивность. То такая катушка не подойдёт. Цель убежит, а магнитное поле будет расти и расти
Дмитрий пишет:
А может вообще ее разгонять не будем ? Вокруг ведь столько подходящих камней валяется. Тогда 100% КПД ускорителя будет обеспечен.
Разгоним разумно используя ценный энергоресурс. А первой мишенью будет чубайс
P.S. Дмитрий будете объеденять конденсаторы вместе, будьте осторожны можете пожечь ключи !!! |
| |
|
|
www.FoAr.ru - ФОрум АРсенала » Архив (только для чтения) » Отдельные вопросы + F.A.Q. (Модератор: нет)
Без описания
