Guten Tag zusammen, das hier beschriebene Projekt wurde in einem überschaubaren Zeitraum bearbeitet, dabei ist das grundlegende Ziel die Geschwindigkeit eines Projektils auf eine Geschwindigkeit von über 100km/h zu beschleunigen. Zudem soll diese eine höhere Effizienz aufweisen. Um dieses Projekt überhaupt realisieren zu können, müssen Kernstrukturen aufgebaut werden. Einer dieser Kernstruktur ist die Sensorik für die Triggerung der Spulen. Zunächst soll eine Recherche zur Implementierung erfolgen. Dabei sollen Randbedingungen, wie z.B. Anbringungsmöglichkeiten der Sensorik erfolgen. Am Ende der Konzeptphase erfolgt eine Bewertung der identifizierten technologischen Ansätze. Im Anschluss daran soll das Konzept ausgearbeitet, und erste Versuchsansätze aufgebaut werden. Erfolgreiche aufbauten mit einer „single-Stage“ wurden bereits realisiert. Diese erreichten Höchstgeschwindigkeiten von bis zu 18m/s (64.8km/h) bei 200V und einer Kondensatorbank von 1360uF (2 Parallel geschaltete Kondensatoren 400V -680uF). Jedoch wurde das Timing komplett vernachlässigt und der Gesamtwiderstand der Schaltung war im Verhältnis zu anderen Schaltungen viel zu hoch. Ich konnte bei der Single-Stage Coilgun das Timing vernachlässigen dar, das Magnetfeld der Spule sich sehr schnell gelegt hat und das Projektil noch keine Beschleunigung erfahren hat. Bei einer Multistage-Coilgun sieht das aber ganz anders aus. Der nach dem Schließen des Schalters fliessende Strom erzeugt in der Spule ein Magnetfeld welches das Geschoss in die Spule beschleunigt. Ist es ganz in die Spule eingetaucht wird keine Kraft mehr auf das Geschoss ausgeübt, hingegen würde es beim Verlassen der Spule wieder abgebremst. Wird aber der Strom und somit das induktive Feld im richtigen Moment abgeschaltet kann das Geschoss mit der gewonnen Geschwindigkeit ungehindert weiterfliegen. Ich habe dabei schon erste Ansätze wie ich die Spulen im richtigen Moment ausschalte, weiß aber nicht ob ich das so realisieren kann. These 1: Die optimale Zeit wird berechnet, indem der Abstand zur Mitte der Spule durch die Geschwindigkeit des Projektils dividiert wird. Hierbei nehme ich an, dass die Verlangsamung aufgrund von Reibung (Luftwiderstand) klein genug ist, so dass die Geschwindigkeit des Geschosses als konstant behandelt werden kann. These 2: Am Anfang der Spule wird eine Lichtschranke aufgebaut (mithilfe einer IR-LED und eines Phototransistors). Diese triggert die Spule sobald das Geschoss diese Schranke unterbricht. Wenn das Geschoss komplett die Lichtschranke durchquert und dadurch wieder ein LOW-Signal anliegt, wird der Stromfluss durch die Spule ausgeschaltet. Ich bitte um begründete Lösungsvorschläge /- Verbesserungen die mir bei meinem Problem helfen. Coilgun Daten sind im Anhang beigefügt. Vielen Dank im Voraus!
Angehängte Dateien:
>> Ich konnte bei der Single-Stage Coilgun das Timing vernachlässigen...
Mit Luftspulen erreichst du wenig magnetischen Fluss. Mit Eisenkern ist
es besser, aber du musst darauf achten, dass das Projektil knapp vor dem
Ort der größten Anziehung startet oder gepulst wird.
Was mich wundert, ist dass der Thyristor keine Freilaufdiode hat.
Außerdem schalten sie recht langsam.
Wenn Projektil gleich bleibt, brauchst du keinen Positionssensor in der
Schaltung.
Dann reicht es, wenn du mit zwei einstellbaren Verzögerungszeiten die
anderen Stufen ansteuerst. Mit einer improvisierten Lichtschranke kannst
du am Oszi die erreichte Endgeschwindigkeit ablesen.
Zuerst mit nur 2 Stufen ermittelst du die optimale Verzögerungszeit für
maximale Geschwindigkeit.
Alexxx schrieb: >>> Ich konnte bei der Single-Stage Coilgun das Timing vernachlässigen... > Mit Luftspulen erreichst du wenig magnetischen Fluss. Mit Eisenkern ist > es besser, aber du musst darauf achten, dass das Projektil knapp vor dem > Ort der größten Anziehung startet oder gepulst wird. > Was mich wundert, ist dass der Thyristor keine Freilaufdiode hat. > Außerdem schalten sie recht langsam. > Wenn Projektil gleich bleibt, brauchst du keinen Positionssensor in der > Schaltung. > Dann reicht es, wenn du mit zwei einstellbaren Verzögerungszeiten die > anderen Stufen ansteuerst. Mit einer improvisierten Lichtschranke kannst > du am Oszi die erreichte Endgeschwindigkeit ablesen. > Zuerst mit nur 2 Stufen ermittelst du die optimale Verzögerungszeit für > maximale Geschwindigkeit. Vielen Dank für deinen Beitrag. Genau das ist das Prinzip einer Coilgun sie wird mit einer Luftspule realisiert. Mein Thyristor schaltet laut Datenblatt "Gate controlled turn-on time" = 2 us und "Circuit communtated turn-off time" = 70us aus. Also aufjedenfall nicht langsam... Außerdem kann dieser bis zu 200A händeln. Zudem möchte ich keine 0815 Beschleunigung realisieren. Ich möchte professionell ran gehen. Und optimale Einschaltmomente und Ausschaltmomente für diese Coilgun realisieren. Dabei ist es notwendig so genau wie möglich zu arbeiten und möchte nicht mit irgendwelchen Verzögerungszeiten die aus der Luft gegriffen sind timen. Hilfreich wären Rechnungsansätze die ich später in einem Microcontroller anweden kann.
Darf ich eine Zwischenfrage zur Wicklung der Spulen stellen? Wenn ich die Spule mit 0,8 oder 1mm Draht wickle, macht die Richtung einen Unterschied? Also speziell: ich wickle die erste Lage von links nach rechts. 1. danach von rechts nach links die zweite Lage, dann wieder links nach rechts die Dritte usw. 2. ich führe den Draht direkt wieder nach links und wickle die zweite Lage wieder von links nach rechts über die Erste usw. Hat das Auswirkungen auf den "Bums"?
White_Shock11 S. schrieb: > Ich möchte > professionell ran gehen. [...] > Hilfreich > wären Rechnungsansätze die ich später in einem Microcontroller anweden > kann. Alles klar...
ganz wichtig!! Beim Wickeln Spulenachse parallel zur magnetischen Erdachse positionieren! Declination berücksichtigen!
JASMIN schrieb: > ganz wichtig!! Beim Wickeln Spulenachse parallel zur magnetischen > Erdachse positionieren! Declination berücksichtigen! What? Mensch, wo kommen bloß Leute mit solchen Ideen her, und dabei auch noch als Rat getarnt. Weißt du denn nicht, was der Kern der Spule mit dem magnetischen Feld der Erde macht? Er verzerrt das leicht, sodass beim Bewegen des Kupferdrahtes dieser eine Magnetfeldänderung erfährt und, den Gleichungen von Maxwell zufolge, dort Spannung induziert wird. Willst du, dass der TO eine gewischt bekommt? Tztztz. Denkt daran, Leute: Spulen beim Wickeln stets perpendikular zu den Magnetfeldlinien des lokalen irdischen Magnetfeldes halten! /s
Ist mit dem "Abschalten" des Stroms das Magnetfeld wirklich sofort weg? Wie wirkt sich die Induktionsspannung aus? Ist das Eintauchen des Projektils in die Spule an der der Spule meßbar? Das das überhaupt das Projektil die Spule verläßt ist schon ein guter Start.
Gerald K. schrieb: > Ist mit dem "Abschalten" des Stroms das Magnetfeld wirklich sofort weg? > Wie wirkt sich die Induktionsspannung aus? > Ist das Eintauchen des Projektils in die Spule an der der Spule meßbar? Sie haben recht, mit dem "Abschalten" des Stroms ist das Magnetfeld nicht direkt weg. Es wird nach schwingen und am Ende abklingen, dass ist aber bei meiner Dimensionierung vernachlässigbar. Messbar ist es definitiv. Man könnte Halleffekt-Sensoren benutzen. Diese Sensoren messen die Induktivität. Da, dass Projektil ferromagnetisch ist wird das dadurch wahrgenommen. Das ist mir aber vorerst zu aufwendig und ich denke mal immer noch ziemlich ungenau...
White_Shock11 S. schrieb: > Man könnte Halleffekt-Sensoren benutzen Vielleicht ist es möglich mit einen überlagerte Wechselstrom die Impedanz der Spule zu messen. Ist das Projektil in der Mitte der Spule, dann sollte die Induktivität am größten sein und damit der Wechselstrom am kleinsten sein.
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