Układ ładowania kondensatorów do coilgun' a

Coil guny, nagrzewnice indukcyjne, przesył energii itp.
admin

Re: Układ ładowania kondensatorów do coilgun' a

Post autor: admin »

Bardzo duży prąd w impulsie, podaj parametry cewki bo raczej na pewno uwalisz tyrystor.
Aztek
Posty: 67
Rejestracja: 29 cze 2010, 13:28

Re: Układ ładowania kondensatorów do coilgun' a

Post autor: Aztek »

Parametry mojej cewki:

Ilość zwojów: 90
Długość cewki: 60 mm
Średnica wewnętrzna cewki:11 mm
Średnica przewodu bez izolacji: 2 mm
Średnica przewodu z izolacją: 2.04 mm



Indukcyjność: 39.61 uH
Średnica zewnętrzna cewki: 23.47 mm
Ilość warstw: 3.06
Długość przewodu: 4.88 m
Opór:0.026 omów

Jeśli moja cewka jest zła to prosiłbym o podanie parametrów dla odpowiedniej cewki.
admin

Re: Układ ładowania kondensatorów do coilgun' a

Post autor: admin »

Generalna zasada to taka by mieć bezpieczny prąd w impulsie (max 10x prądu znamionowego, ale dla bezpieczeństwa lepiej mniej) oraz jak największą, możliwą indukcyjność cewki. Tutaj możesz sobie wszystko dobrać: http://myzlab.pl/eim/coilgun/ Należy też uważać by prąd zmieniający znak był jak najmniejszy, najlepiej aby nie było tam żadnych oscylacji.

Co do cewki to wstępnie bym zwiększył 2x długość oraz liczbę zwojów. Od razu lepiej to wygląda na wykresie.
Aztek
Posty: 67
Rejestracja: 29 cze 2010, 13:28

Re: Układ ładowania kondensatorów do coilgun' a

Post autor: Aztek »

Taka cewka nie sprawiałaby kłopotów tyrystorowi, lecz wykorzystałaby jedynie ok. 60% energii kondensatorów. Na tym filmie, który znalazłem gość ma tyrystor 800V 340A, a impuls ok. 4600A
LINK: http://www.youtube.com/watch?v=7LjnhhtHojM
Co o tym myślicie?
admin

Re: Układ ładowania kondensatorów do coilgun' a

Post autor: admin »

A w jaki sposób policzyłeś te 60%?. Co do wytrzymałości tyrystora to nikt Ci nie powie czy akurat Twój tyrystor to wytrzyma bo to zależy od wielu czynników.
lord_wiader
*
Posty: 11
Rejestracja: 20 maja 2011, 20:06

Re: Układ ładowania kondensatorów do coilgun' a

Post autor: lord_wiader »

Co do wytrzymałości tyrystora, to uwagę trzeba zwrócić na parametr Itsm, tzn. maksymalny niepowtarzalny szczytowy prąd przewodzenia tyrystora. Jest to wartość prądu, którą można przepuścić przez połówkę sinusoidy (parametry podawane dla 50 i 60Hz, odpowiednio 10 i 8,33ms), który spowoduje nagrzanie struktury krzemu do wartości krytycznej. Prąd Itsm można przepuścić przez tyrystor tylko raz zanim ten nie ostygnie, jednak puszczanie przez tyrysotr prądu równego Itsm uszkadza jego strukturę. Nie ma reguły która mówi o bezpiecznej krotności prądu znamionowego przy pracy impulsowej (z przerwami pozwalającymi na ostygnięcie struktury), jednak osobiście nie przekraczałbym wartości 50% Itsm, pozwalając sobie równocześnie na krótsze przerwy między strzałami.

Kolejna sprawa to obliczenia przebiegu prądu cewki.
Sprawa jest bardziej złożona niż wydawać by się mogło, bo najczęściej otrzymuje się charakter oscylacyjny tłumiony, natomiast równolegle do cewki daje się zaporowo diodę zabezpieczającą resztę układu przed SEM samoindukcji cewki. Ta dioda powoduje, że zmienia się nam krztałt krzywej prądu płynącego przez cewkę.
Aby było ciekawiej, to pocisk który wciągany jest przez cewkę powoduje zmianę indukcyjności cewki, co pociąga za sobą również zmianę wartości prądu względem wcześniejszych obliczeń.

Aby dokładnie przewidzieć zachowanie coilguna (przebiegi prądów, siłę działającą na pocisk) należy połączyć ze sobą teorię obwodów i teorię pola. Nic skomplikowanego oczywiście nie trzeba liczyć, wystarczą symulatory (osobiście korzystam z LTspice i Femm 4.2).

Dziwi mnie również, że ludzie dają ogromne pojemności i indukcyjności cewek, gdyż bardzo wydłuża to czas przepływu prądu przez cewkę. Na uczelni zrobiłem działko trzycewkowe, w każdym stopniu bateria 2x680u/400V i cewka 450uH. Czas rozładowania okazał się na tyle długi, że pocisk był hamowany po przekroczeniu połowy długości cewki. Po usunięciu jednego kondensatora sprawność wzrosła 2x, do i tak marnych 2%. W tej chwili idę w stronę wyższych napięć i mniejszych pojemności, ale to są większe koszty i problemy z osprzętem na HVDC.
Aztek
Posty: 67
Rejestracja: 29 cze 2010, 13:28

Re: Układ ładowania kondensatorów do coilgun' a

Post autor: Aztek »

Rzeczywiście. Zadziwiające, że tyrystor na 250A wytrzyma 6,3kA. Posługiwałem się tą tabelą:
http://obrazki.elektroda.pl/2781605700_1305788448.jpg
Może dać jakiś nieduży radiator na tyrystor, by było mu łatwiej się ochłodzić? Jak długie powinny być przerwy między strzałami? Ładowanie takiej baterii jak moja powinno trochę zająć czasu. Jak już będę miał tyrystor to spróbuję odjąć jeden kondensator.

Dzięki za wyczerpującą wypowiedź.
admin

Re: Układ ładowania kondensatorów do coilgun' a

Post autor: admin »

Zauważ, że oprócz prądu ITSM masz jeszcze parametry takie jak di/dt oraz dU/dt. Jeśli prąd czy napięcie będą narastać zbyt szybko i przekroczą podane wartości to tyrystor uszkodzisz znacznie wcześniej niż osiągniesz ITSM.

Co do parametrów granicznych to jednak trzeba mieć albo notę katalogową albo używać tyrystora ze sporym zapasem.
lord_wiader
*
Posty: 11
Rejestracja: 20 maja 2011, 20:06

Re: Układ ładowania kondensatorów do coilgun' a

Post autor: lord_wiader »

Poniżej zamieszczam porównanie symulacji ze strony Myzlab, LTspice i QUCS dla tych samych parametrów (w LTspice i QUCS dodana dioda antyrównolegle do cewki). Jak widać każdy program liczy inne wartości, ale widać co się dzieje po dołożeniu diody.

Parametry di/dt i du/dt również są istotne, choć w dzisiejszych tyrystorach te parametry są na tyle wyśrubowane, że nie trzeba się nimi martwić.

Jak najbardziej warto zerknąć do noty katalogowej.

Co do dawania radiatora do tyrystora to oczywiście dobry pomysł, ale zanim struktura krzemu schłodzi się do temperatury otoczenia to minie kilka minut.
Załączniki
Wykres prądu cewki ze strony Myzlab
Wykres prądu cewki ze strony Myzlab
1.png (10.88 KiB) Przejrzano 7413 razy
Wykres prądu cewki w programie LTspice
Wykres prądu cewki w programie LTspice
Wykres prądu cewki w programie QUCS
Wykres prądu cewki w programie QUCS
Aztek
Posty: 67
Rejestracja: 29 cze 2010, 13:28

Re: Układ ładowania kondensatorów do coilgun' a

Post autor: Aztek »

Rozumiem. Jaki typ diod polecacie(jak dla mojej baterii 39600uF/350V)?
lord_wiader
*
Posty: 11
Rejestracja: 20 maja 2011, 20:06

Re: Układ ładowania kondensatorów do coilgun' a

Post autor: lord_wiader »

Jeśli chcesz pozostać przy tych 40mF/350V, to dioda musi wytrzymać impuls prądu rzędu 5kA (Ifsm) czyli najlepiej, aby parametr Ifsm wynosił co najmniej 7kA.
Aztek
Posty: 67
Rejestracja: 29 cze 2010, 13:28

Re: Układ ładowania kondensatorów do coilgun' a

Post autor: Aztek »

Takie blaszki wystarczą do skręcenia pastylki? http://hackedgadgets.com/wp-content/2/coil_gun.jpg Chyba jednak spróbuję z pastylkowymi tyrystorami, bo nie chcę wydać pieniędzy i spalić słabszego tyrystora. Boję się tylko o równomierny rozkład nacisku.
lord_wiader
*
Posty: 11
Rejestracja: 20 maja 2011, 20:06

Re: Układ ładowania kondensatorów do coilgun' a

Post autor: lord_wiader »

Dla Twoich potrzeb spokojnie wystarczą.
Ciekaw jestem jaki stosujesz układ wyzwalania tyrystora, bo jak ma ładogne zbocze narastania i małą wydajność prądową to łatwo upalić tyrystor.
Aztek
Posty: 67
Rejestracja: 29 cze 2010, 13:28

Re: Układ ładowania kondensatorów do coilgun' a

Post autor: Aztek »

To układ który podaje prąd o odpowiednim natężeniu do bramki tyrystora? Zdaje się, że wystarczyłby rezystor i tzw. przycisk chwilowy, ale mogę się mylić. Może ktoś ma schemat takiego urządzenia?
Najpotężniejszy tyrystor(1200V/630A i trzeba ścisnąć z siłą 15kN, T967-630-12) na alledrogo ma maksymalny wzrost prądu 200A/uS, więc to chyba będzie najlepsze rozwiązanie.
Awatar użytkownika
kuzawa
Posty: 39
Rejestracja: 18 lis 2011, 15:21
Lokalizacja: Poznań

Re: Układ ładowania kondensatorów do coilgun' a

Post autor: kuzawa »

Mam pytanie zaprojektował by mi ktoś układ do ładowania baterii kondów 350V DC 48mF z sieci? do jakiego napięcia wtedy by się ładowały, czy tyrystor 320A starczy? prąd itsm dla niego wynosi 11,5 kA jest rosyjski :D http://www.eletex.ru/pdf/thyristors/T/T271-320-8.pdf tutaj jego tabela
Liczy się wydajność a nie ilość prądu w rachunku :D
ODPOWIEDZ