Het Grote Coilgun Topic

[Verwijderd]

De meningen zijn hier blijkbaar toch over verdeeld, een andere reactie die ik kreeg in het elektronica forum:
(ik zal geen link plaatsen i.v.m. crossposten)

In verzadiging sturen van de gate is niet van toepassing bij thyristors: hij schakelt in zodra de gate stroom een bepaalde trigger threshold overschrijdt, een hogere gate stroom doet niets.

[ Voor 5% gewijzigd door Verwijderd op 15-09-2010 22:35 ]

[DaWaN]

Verwijderd schreef op woensdag 15 september 2010 @ 22:32:
In verzadiging sturen van de gate is niet van toepassing bij thyristors: hij schakelt in zodra de gate stroom een bepaalde trigger threshold overschrijdt, een hogere gate stroom doet niets.

De vraag is alleen hoe snel dat gaat; als de stroom eenmaal loopt doet je gate niet zoveel meer.

Ik zou toch echt even met nummers gaan beginnen; hoe snel wil je schakelen, hoe snel zal het in een bepaalde situatie schakelen. Zonder concrete getallen kan iedereen er wel wat over zeggen en voor sommige engineers is 50Hz al een hoge frequentie.. (bij wijze van)

[Verwijderd]

Het gaat erom dat de thyristor niet verbrandt als bij 1000A de gate niet helemaal open is.
Dan wordt er wel erg veel energie opgenomen door de thyristor.
Maar het is geen transistor, dus de vraag is of een gate ook een beetje open kan of dat hij ook direct helemaal open is bij Igt (paar honder mA).

[ Voor 16% gewijzigd door Verwijderd op 17-09-2010 00:13 ]

[Bobswa]

Beste bouwers/kenners,

Ben door jullie verhalen getriggerd om ook een mooie coilgun te gaan maken, met de benodigde veiligheid eerst natuurlijk.
Na 4 jaar MBO en 1 jaar HBO denk ik er aardig wat vanaf te weten, nu ging ik echter op marktplaats kijken voor een stel elco's en kwam deze tegen (http://link.marktplaats.nl/368138660) nu staat er in de beschrijving iets wat niet streeft met de wat op de elco staat volgens mij.
En zou dit een elco zijn die in aanmerking komt voor een "knappe" gun?

Bobby

[lemming_nl]

"De aangeboden elco ziet er ongeveer uit zoals op de foto. "

Lijkt mij de verklaring. Verder zou het best een goede elco kunnen zijn. Zie in ieder geval niet zo iets wat hem compleet ongeschikt zou maken.

[Bobswa]

Oké, maar uit mijn berekening kom ik dan op ongeveer 10kJ voor €100,- (incl. verzend kosten), terwijl ik eerder las dat iemand "geluk" had met 80kJ voor €100,-.
Daarom dacht ik persoonlijk dat er een adertje onder het gras zat aan gezien het LL elco's zijn en ik echt niet heb kunnen vinden wat die codering (LL) in inhoud, misschien iets van langzaam ontladen ofzo...
Iemand anders een idee, groeten.

[conara]

Hoi,

Ik ben met 2 andere bezig met ons pws en daarvoor is de bedoeling dat wij een coilgun gaan bouwen. We hebben als Programma van Eisen ect. maar we lopen eigenlijk een beetje vast op het schakelschema. Graag wat hulp Ik pak even dit schema van internet wat wij ook willen gebruiken echter twijfel ik over de werking.



Vraag 1: Klopt dit schema?

Vraag 2: Condensatoren worden opgeladen -> wordt op drukknop gedrukt -> thyristor gaat open en pas dicht als het 0v is, maar het wordt toch nooit volt omdat er ook nog vermogen vanuit de bron komt die eigenlijk de condensatoren opladen?

Ik hoop dat iemand dit mij duidelijk kan uitleggen, alvast bedankt

[lemming_nl]

Je batterij zit verkeerd om, zou gaat het niet werken. Je moet stroom de gate insturen. Verder klopt het inderdaad dat je thyristor zo nooit dicht gaat (afhankelijk van je laadstroom, of die boven of onder Ih zit).

[conara]

Vandaag even met een natuurkunde leraar gesproken. Ten eerste ben ik tot de conclusie gekomen dat ze er verdomd weinig vanaf weten, vooral de wat jongere leraren

Maar een leraar zei dat die waarschijnlijk wel dicht ging omdat zodra die leeg is de stroom eerst de condensatoren gaat opladen en dat de thyristor dan wel weer dicht zit, echter heb ik hier mijn twijfels over... Kan iemand dit bevestigen?

Ohja ik heb de batterij even om gedraaid in de schakeling

[mightym]

2boris schreef op vrijdag 15 oktober 2010 @ 13:05:
Vandaag even met een natuurkunde leraar gesproken. Ten eerste ben ik tot de conclusie gekomen dat ze er verdomd weinig vanaf weten, vooral de wat jongere leraren

Maar een leraar zei dat die waarschijnlijk wel dicht ging omdat zodra die leeg is de stroom eerst de condensatoren gaat opladen en dat de thyristor dan wel weer dicht zit, echter heb ik hier mijn twijfels over... Kan iemand dit bevestigen?

Ohja ik heb de batterij even om gedraaid in de schakeling

Ik hoop dat jouw leraren je ook op de gevaren van een dergelijk project hebben gewezen?? Op welke school mag je zo een spectaculair PWS uitvoeren?

[conara]

Hmm, mijn school Maar even serieus waarom zullen wij (ik en mijn 2 mede groepsgenoten) niet zo'n project mogen doen? Als wij serieus aan dit project werken en zo nodig vragen stellen aan ervaren personen, dan zie ik het probleem hier niet van in...

Even ontopic: Weet iemand een antwoord op mijn vraag?

Maar een leraar zei dat die waarschijnlijk wel dicht ging omdat zodra die leeg is de stroom eerst de condensatoren gaat opladen en dat de thyristor dan wel weer dicht zit, echter heb ik hier mijn twijfels over... Kan iemand dit bevestigen?

[mightym]

2boris schreef op zaterdag 16 oktober 2010 @ 23:22:
Hmm, mijn school Maar even serieus waarom zullen wij (ik en mijn 2 mede groepsgenoten) niet zo'n project mogen doen? Als wij serieus aan dit project werken en zo nodig vragen stellen aan ervaren personen, dan zie ik het probleem hier niet van in...

Even ontopic: Weet iemand een antwoord op mijn vraag?


[...]

De thyristor zal pas stoppen met geleiden als hij een nuldoorgang meemaakt. Ik kan niet met zekerheid zeggen of dat in jouw geval zal gebeuren. Dat hangt ondermeer af van de impedantie van de spoel en het vermogen van je voeding. Je zou kunnen overwegen om tijdens het bekrachtigen de voedingsspanning te onderbreken. (in een handeling!) Je trekt dan de condensatoren helemaal leeg en dan weet je zeker dat de thyristor ermee stopt. Je zou deze schakeling ook leuk kunnen simuleren. Voor studenten is er een gratis versie van multisim beschikbaar (dat is tegenwoordig van National Instruments.. even zoeken!)

Over de veiligheid: Dat jij het probleem er niet van ziet, dat is in feite het probleem! Je bent bezig met hoge spanningen en forse hoeveelheden energie. Je bent niet voldoende geschoold om alle gevaren van een dergelijke schakeling te zien! Je moet er niet aan denken wat er gebeurd als een paar forse
(300V) condensatoren ontladen via jouw hartspier.
Ik ben zelf docent Natuurkunde (van oorsprong elektrotechnisch ingenieur) en ik begeleid ook PWS-en, voor een dergelijk project geeft ik geen toestemming, levensgevaarlijk en waarschijnlijk nog strafbaar ook! Als de leerlingen dan toch niet te houden zijn en er een situatie dreigt dat er thuis geexperimenteerd gaat worden, dan wil ik nog wel eens de afspraak maken dat het experiment onder continu begeleiding op school wordt uitgevoerd!

Ik wil jou adviseren om dit morgen met jouw docenten te bespreken!

[Bobswa]

zo na eindelijk te weten waar LL op mijn elco's voor staat (long-life ) ben ik met mijn voeding begonnen, heb al een soft starter-pack gemaakt in een Sarel kastje(handig voor toekomst).
Was vervolgens even aan het snuffelen in me voorraad trafo's en kwam iets opmerkelijks tegen.
Een soort van ontsteking voor gas-ovens, secundair 11kV, heb alleen geen flauw idee of dit enigszins bruikbaar is en of ik misschien rechtstreeks mijn coil er aan kan hangen...
Iemand een idee??
Het ding is hier te vinden (http://no.varme.danfoss.com/PCMPDF/DKBDPD040A402.pdf) en dan gaat het om de EBI 1P.

Verder heb ik nog een 3 tal trafo's kunnen vinden te weten:
1) 230/24 250VA (staat ook nog 10,4A op??)
2) 220/24 100VA
3) 230/12 150VA

Neem aan dat de bovenste het beste is, wat denken jullie.
En gebruiken jullie de trafo voornamelijk voor een gescheiden circuit met het net of omdat de gelijkrichter gewoon niet tegen 230 kan?

Hoop vragen maar alvast bedankt.

[conara]

Beste Mightym,

Uiteraard zullen de coilgun pas gaan bouwen als wij zeker er van zijn dat de schakeling goed is. Uiteindelijk laat ik dit controleren door bijvoorbeeld een student elektrotechniek. Tuurlijk zijn er wel gevaren maar ik denk dat zo'n project er leerzaam kan zijn mits er ook genoeg begeleiding is.

Ontopic:

U zegt zelf dat u elektrotechnisch ingenieur bent geweest dan moet zo'n schakeling toch wel te voorspellen zijn? Ik merk dat ook op school dat leraren vrij weinig weten over schakelingen en eigenlijk vind ik dat een slechte zaak (niet tegen jou persoonlijk, ik merk dat u zeker een stuk meer weet dan de gemiddelde leraar bij ons op school).

In iedergeval ik ga het met dat programmaatje even proberen.

Dat hangt ondermeer af van de impedantie van de spoel en het vermogen van je voeding. Je zou kunnen overwegen om tijdens het bekrachtigen de voedingsspanning te onderbreken. (in een handeling!) Je trekt dan de condensatoren helemaal leeg en dan weet je zeker dat de thyristor ermee stopt.

Dit volg ik niet helemaal kan u dit nader toelichten? Moet er dan een schakelaar in het circuit komen? of?

[mightym]

2boris schreef op zondag 17 oktober 2010 @ 14:08:
Beste Mightym,

Uiteraard zullen de coilgun pas gaan bouwen als wij zeker er van zijn dat de schakeling goed is. Uiteindelijk laat ik dit controleren door bijvoorbeeld een student elektrotechniek. Tuurlijk zijn er wel gevaren maar ik denk dat zo'n project er leerzaam kan zijn mits er ook genoeg begeleiding is.

Ontopic:

U zegt zelf dat u elektrotechnisch ingenieur bent geweest dan moet zo'n schakeling toch wel te voorspellen zijn? Ik merk dat ook op school dat leraren vrij weinig weten over schakelingen en eigenlijk vind ik dat een slechte zaak (niet tegen jou persoonlijk, ik merk dat u zeker een stuk meer weet dan de gemiddelde leraar bij ons op school).

In iedergeval ik ga het met dat programmaatje even proberen.


[...]


Dit volg ik niet helemaal kan u dit nader toelichten? Moet er dan een schakelaar in het circuit komen? of?

Haha zomaar even voorspellen, daar doe ik niet aan! Even doorrekenen, of simuleren! Trouwens ik ken de impedantie(weerstand) en inductiviteit (aantal mH) van jouw spoel niet en ook de capaciteiten van de condensatoren ken ik niet, dus dat wordt lastig schatten! Als je een dubbelpolige wisselschakelaar gebruikt dan kun je de coil aan het maak contact hangen en de voeding aan het breekcontact (je onderbreekt dan gewoon voor de weerstand).

Maareeuh doe mij nou een plezier en bespreek de veiligheidsaspecten met je docent! De schakeling laten controleren door een elektrotechnicus is nooit verkeerd, maar uiteindelijk gaat het erom dat je precies weet hoe je met zo een schakeling moet omgaan, wat de gevaren zijn en hoe je die kunt opheffen etc.

Ik ben het met je eens dat het enorm leerzaam kan zijn, maar er zijn nog enorm veel leuke en leerzame onderzoeken te bedenken die niet levensgevaarlijk zijn!

[conara]

Mightym, bedankt voor je toelichting en dit ga ik zeker even uitzoeken. Eigenlijk heb ik niks aan mijn docenten omdat die het zelf (ook) niet weten. Als ik naar ze toega of mijn schakeling goed is staan je je aan te kijken met grote ogen... Daar heb ik dus weinig aan... Ja we krijgen wel begeleiding van een student van de Haagse hogeschool maar die weet niks op elektriciteit gebied.

In ieder geval ik ga het even uitzoeken hoe ik hem werkend krijg en zal dat programmaatje even downloaden. Sowieso dit onderwerp staat vast, want hier hebben we al best wat uurtjes tijd ingestoken...

[ Voor 15% gewijzigd door conara op 17-10-2010 22:32 ]

[conara]

Ik heb mijn schema nu zo goed als af, echter heb ik nog een aantal vragen die iemand van jullie misschien kan beantwoorden. Schema:

Het schema is nu naar mijn weten af. En het werkt zo: S1 gaat open en condensatoren worden opgeladen tot 250v dan moet S1 handmatig worden om gezet. Hierna kan op de drukknop gedrukt worden waarna de thyristor gaan geleiden en dus de energie vanuit de condensatoren gaat door de spoel -> magnetisch veld -> daarna zijn ze leeg een thyristor sluit. Hierna kan S1 weer open -> enzovoort

Vraag 1: Nu moet handmatig S1 om gezet worden als de condensatoren bijna 250v zijn, nu is het aantal volt uit de gelijkrichter 325v (van 230AC -> 325DC) toch?. Want als ik hem niet afsluit dan gaan de condensatoren kapot. Is het niet mogelijk dat ze zelf uitgaan(automatisch) op 250v?


Vraag 2: Ik moet nu gaan uitrekenen de hoeveelheid ohm van elke weerstand. Dus R = U/I. Maar hoeveel ampere komt er uit het stopcontact ofwel uit de gelijkrichter? Want ik heb gehoort/gelezen dat je het best een laadweerstand kan gebruiken bijvoorbeeld een lamp.

Maar wat voor lamp moet ik hiervoor gebruiken kan ik hier wat aan rekenen?

Vraag 3: in L4 gaat er dus 9 volt rond en een batterij levert ongeveer 150mA? Dus dan is het
R = 9/0.15 = 60 ohm (klopt dat?)

Ik zal het fijn vinden als jullie me een zetje in de goede richting geven...

Mvg, Boris

[Verwijderd]

Lijkt me nogal risicovol om het zo te doen.
Voor je erg in hebt knallen de elco's je om de oren.
Ik zou toch minimaal 360V elco's nemen of ze per 2 in serie zetten.
Heb je wel de halve capaciteit, maar de hogere spanning maakt veel goed.

[conara]

Hoi,


Ik heb het schema aangepast waardoor er nu een maximale spanning van 216.2 volt door de condensatoren kan, omdat ik 2 transformatoren gebruik om er 230/18x12 = 153 -> 153v x 1.41 = 216.2volt. Dus dit lijkt mij nu een stuk veiliger, echter heb ik gehoord dat een onbelaste transformator wel eens meer spanning kan geven, dus heb ik een gloeilamp (5watt) er over gezet. Nu is de vraag komt de spanning niet boven de 250v uit?

Vraag 2:

Ik ben nu bezig met de spoel en heb nu het volgende:

Maximale piekstroom thyristor: 1.43kA

R = U/I = 250v / 1.43kA = 0.1748 ohm. -> weerstand van de spoel moet 0.1748 ohm zijn. Nu kiezen we voor spoeldraad van 1.3mm (is dat een goede keuze?)

100/1.34x0.1748 = 13 meter spoeldraad.

Nu is de vraag waar kan ik dit draad kopen? Ik heb op farnall.com zitten kijken, maar kan het echt nergens vinden. Iemand een suggestie waar dit te koop is?

[Bobswa]

Beste heren met waarschijnlijk meer kennis van datasheet's dan mij,
Kan iemand mij vertellen of de volgende diode 450V tijdelijk ken verdragen?
het gaat om de volgende diode http://dl.dropbox.com/u/4...9F1887209205E2E7339D1.pdf
Hij gaat dienen als beveiliging tegen invers laden, hij komt dus over mij coil te staan.
Alvast bedankt.

[ Voor 14% gewijzigd door Bobswa op 06-11-2010 22:39 ]

[lemming_nl]

Nee, wat in de datasheet doet je daarover twijfelen?

[Bobswa]

Nou ik weet niet of dat deze diode ook tijdelijk overbelastbaar is.
Daarom was het ook de vraag of dat deze diode het "tijdelijk" kan verdragen.
Maar in dit geval ga ik opzoek naar een andere diode.

Bedankt, ik ga weer verder speuren.
Heb inmiddels al de condensatoren draad etc. alleen de schakel elementen zijn nog beetje moeilijk aan te komen.

[conara]

Hoi,

Ik heb een vraag over de weerstand van een spoel uitrekenen. Ik zal eerst even mijn "schema" laten zien. Schema is te bezichtigen via deze link

Gegevens:

Thyristor: Piekstroom: 1.43KA
Condensator: Volt: 250V
Condensator: capaciteit: 4700uF x 7

Ik vraag me nu af hoe ik kan bepalen of uitrekenen hoeveel windingen mijn spoel nodig heeft... Ik kan natuurlijk alleen rekening houden met de draadweerstand. 1.0mm -> 2.26 Ohm per 100 meter

R = U/I = 250v /1.43kA = 0.175 ohm -> op deze benaderingswijze dus minimaal 7.75 meter -> ruim 150 wikkelingen is ons geval (17.5mm buis).

Nu heb ik geen rekening gehouden met dat de stroom eerst opgang moet komen (inductie) ect.

Vraag: Kan iemand mij hier meer over vertellen?

Mvg, Boris

[TAA]

Offtopic: misschien handig dat je ook de Forum Rules een doorneemt Boris: Het algemeen beleid #groeten

[lemming_nl]

Het rekenen met spoelen is iets lastiger dan met weerstanden. Op deze wiki pagina kan je een hoop vinden over RLC circuits.

[ Voor 3% gewijzigd door lemming_nl op 23-11-2010 10:29 ]

[conara]

Hoi Lemming_nl.

Eerlijk gezegd snap ik nog niet exact wat ik moet doen. Kan je me een beetje de goede richting op sturen?

[Toff]

Misschien kan je de bouwtekeningen opvragen?

[lemming_nl]

2boris schreef op dinsdag 23 november 2010 @ 22:53:
Hoi Lemming_nl.

Eerlijk gezegd snap ik nog niet exact wat ik moet doen. Kan je me een beetje de goede richting op sturen?

Deze vraag had ik even gemist. Je kunt me DM-en als ik wat langzaam reageer.

Inductie is een vervelend effect om rekening mee te houden in circuits zoals dit. Er is sprake van een 'series RLC circuit' (om even de termen van wiki te gebruiken). Je hebt een weerstand (de weerstand van je draad + aansluitingen enzo), een spoel, en een capaciteit: je condensatoren. Het gedrag van je circuit wordt bepaald door de verhoudingen van deze elementen. Op wiki staat uitvoerig, wiskundig, beschreven hoe en wat. Als dit (nog) iets te hoog gegrepen is zijn er andere mogelijkheden.

De basis om te begrijpen (die je denk ik al weet) is dat een inductie (spoel) de boel vertraagd, zowel het op gang komen als het stoppen van de stroom. Of je hier last van hebt hangt erg af van de C en de R. Als je combinatie van je R en C al zo gekozen is dat het erg lang duurt voordat de condensatoren leeg lopen maakt je L niet zo veel meer uit. Om hier wat gevoel voor te krijgen zijn er op het internet vele RLC simulatoren te vinden. Door wat te spelen met de waardes kan je zien wat er gebeurt.

Je L kan je bepalen door rekenhulpjes die je op het internet kan vinden.

Toff schreef op zondag 12 december 2010 @ 21:21:
Misschien kan je de bouwtekeningen opvragen?

Dat ding is een mooi voorbeeld van wat je kan bereiken met magnetische versnellers als je een enorme bak geld hebt.

Ik zelf heb eindelijk weer wat tijd gevonden om verder te gaan met mijn laatste versie. Op dit moment heb ik een complete opstelling staan. De komende week ga ik kijken of ik de boel kan optimaliseren. Morgen waarschijnlijk (als de boel meewerkt) wat foto's.

's Avonds fotos maken is geen succes met mijn telefoon. Morgen overdag nog maar eens proberen.

[ Voor 3% gewijzigd door lemming_nl op 13-12-2010 22:21 ]

[Sibylle]

Ik heb afgelopen week twee vwo leerlingen begeleid die een coilgun voor hun profielwerkstuk wilden

Aangezien de coilgun die hier op de TU/e (fac. Technische Natuurkunde) staat onder constructie was (standaard onderhoud etc.) heb ik zelf maar eentje ontworpen
Het moet redelijk veilig zijn, er mogen dus geen projectielen met hoge snelheid uit en de risico's van de schakeling moeten minimaal zijn.

Uiteindelijk is het niet gelukt om de schakeling te laten maken door de leerlingen (door gebrek aan elektronica ervaring en pech met het stukgaan van één cruciaal onderdeel, de DC converter ). Ik zet hem vanavond of morgen in elkaar en zal dan wat foto's uploaden + schema.

Het geheel werkt op 3v batterijen (liever een voeding want als de batterijen leeg raken dan werkt het ding half half ivm een brakke DC/DC converter), maakt mbv een flitscircuitje uit een wegwerpcamera 300-350v en laadt een 470uF condensator op.
Ik ben er achter gekomen dat de brakheid van de batterijen ook gelijk nodig is, ze kunnen 1.8A leveren en bij aansluiten van een 10A voeding op 3v kwam er rook uit de converter

De energie wordt ongeveer 29J, met 1% efficientie wordt er dus 0.3J omgezet in bewegingsenergie. Dat betekend voor een projectiel van 10gram ongeveer 7.7m/s wat prima moet zijn.
Of dit ook echt gaat lukken, weet ik straks pas
Helaas denk ik niet dat ik het apparaat mag meegeven aan ze (hooguit voor hun presentatie), omdat het in feite betekend dat ik een wapen voor ze hebt gebouwd in naam van de TU/e en daar zijn ze hier denk ik niet zo blij mee


Het geheel heeft mij echter wel enthousiast gekregen, en omdat ik toch ga bestellen, twijfel ik heel erg of ik voor een paar tientjes deze koop: http://samenkopen.net/action_product/927767/667146
Komt neer op €2/40J, dus voor €20 voor 1kJ.

[lemming_nl]

Risico's van de schakeling minimaal bij 350V? Daar kan je nog een lelijke klap van krijgen.

Een converter die de stroombegrenzing van de batterijen vereist om te kunnen werken is inderdaad redelijk brak. Wat dat betreft terecht dat hij stuk ging

1% is laag en dat moet zeker lukken. De eerste test van mijn huidige opstelling leverde 12.4% efficientie op. Houd er dus rekening mee dat het echt wel een stukje harder kan gaan.

20 Euro voor 1kJ is op zich redelijk. Helaas worden er verder helemaal geen specs gegeven. ESR, aansluitingen enz. Lijkt mij op zich wel handig.

[Sibylle]

lemming_nl schreef op maandag 20 december 2010 @ 18:11:
Risico's van de schakeling minimaal bij 350V? Daar kan je nog een lelijke klap van krijgen.

Een converter die de stroombegrenzing van de batterijen vereist om te kunnen werken is inderdaad redelijk brak. Wat dat betreft terecht dat hij stuk ging

1% is laag en dat moet zeker lukken. De eerste test van mijn huidige opstelling leverde 12.4% efficientie op. Houd er dus rekening mee dat het echt wel een stukje harder kan gaan.

20 Euro voor 1kJ is op zich redelijk. Helaas worden er verder helemaal geen specs gegeven. ESR, aansluitingen enz. Lijkt mij op zich wel handig.

Het ding werkt sinds gisteren goed en veilig (zolang je je verstand erbij houdt ). Als ik een potloodvulling aansluit ipv een spoel, dan ontlaad de elco netjes met een flinke knal van 350v naar 10v. Dat zit dus wel goed!
Met de spoel die er al gewikkeld is, schiet ik een pijpuntje van een paar gram ongeveer met 1m/s uit de loop

Er moet nog wat gesleuteld worden aan de spoel/projectiel etc.

[Noobie2010]

Werkt al mijn input niet meer nodig!

[ Voor 90% gewijzigd door Noobie2010 op 21-12-2010 22:38 ]

[conara]

Zo had het topic even niet meer in de gaten gehouden. We hebben ons bouwpakket in elkaar gezet en momenteel schoot de coilgun met een snelheid van 55 km/h. We willen de snelheid verhogen door een beter spoel te maken (hogere piekstroom) waardoor de kogel sneller gelanceerd wordt. Momenteel heeft de coilgun een efficientie van 1%, maar door beperkt budget konden we geen betere thyristor kopen. Hierdoor moeten we rekening houden met de piekstroom die door de spoel en dus door de thyristor loopt. Ik denk zelf dat we de snelheid wel een stuk kunnen verhogen. Onze school heeft een LCR meter besteld waardoor we de inductie kunnen meten en dus de piekstroom kunnen simuleren met diverse tools die op internet te vinden zijn (dat gaf lemming_nl al aan in een vorige post). De kogel die we afschieten weegt trouwens 62 gram.

EDIT: een efficiëntie van 12.4% is volgens mij best veel voor een coilgun. Wat is de piekstroom in jouw circuit? Want onze thyristor kan maximaal een piekstroom van 1430A aan.

[ Voor 9% gewijzigd door conara op 22-12-2010 22:04 ]

[lemming_nl]

Piekstroom is uiteraard sterk afhankelijk van de spoel en projectiel. Kortsluitstroom is een paar honderd duizend ampere. Dat haal je met een spoel niet, ik mik op zo'n 50-100kA piekstroom bij hoge spanningen. Mijn huidige spoel (met op zich goede efficientie) laat echter nog geen 5kA door denk ik. De inductie heb ik nog niet gemeten. Ben op het moment vooral een beetje aan het spelen met parameters.

[conara]

Jouw huidige piekstroom is al flink hoger dan onze piekstroom die bij de huidige spoel maximaal 1kA is. Het probleem is dat wij een beperkt budget hebben en daardoor geen thyristor kunnen aanschaffen die piekstromen van 5 - 10 kA aankunnen. Jammer, want anders was een hogere snelheid beter mogelijk. Met welke parameters ben je vooral aan het experimenteren? Voltage? of de afstand vanaf de spoel?

Sibylle: Jou beredeneren zal in theorie best kloppen, maar een projectiel kan natuurlijk op een gegeven moment verzadigd zijn. Hiermee bedoel ik dat een licht projectiel niet per definitie sneller hoeft te gaan dan een zwaarder projectiel. Als ik in jouw berekening een projectiel van 1 gram heb zal de snelheid enorm zijn (relatief gezien), maar in praktijk zal het projectiel van 1 gram nooit die snelheid hebben. Wij hadden een projectiel van 62 gram (wat best weinig is) en die haalde de 55 km/h -> 15.3 m/s. Als we een projectiel hadden van 10 gram zal die echt niet 3x zo snel gaan (bijvoorbeeld). Ik ben dus erg benieuwd naar de gemeten snelheid (of de nog te meten snelheid).

EDIT: Ik las nu pas je reactie (laatste reactie van jou) en ik denk dat het voorwerp té licht is waardoor die maar 1 m/s gaat. Als je een wat zwaarder projectiel neemt helpt het misschien. Ook is het belangrijk om de juist afstand te vinden vanaf de spoel.

[ Voor 56% gewijzigd door conara op 23-12-2010 19:34 ]

[Sibylle]

2boris schreef op donderdag 23 december 2010 @ 19:27:
Jouw huidige piekstroom is al flink hoger dan onze piekstroom die bij de huidige spoel maximaal 1kA is. Het probleem is dat wij een beperkt budget hebben en daardoor geen thyristor kunnen aanschaffen die piekstromen van 5 - 10 kA aankunnen. Jammer, want anders was een hogere snelheid beter mogelijk. Met welke parameters ben je vooral aan het experimenteren? Voltage? of de afstand vanaf de spoel?

Sibylle: Jou beredeneren zal in theorie best kloppen, maar een projectiel kan natuurlijk op een gegeven moment verzadigd zijn. Hiermee bedoel ik dat een licht projectiel niet per definitie sneller hoeft te gaan dan een zwaarder projectiel. Als ik in jouw berekening een projectiel van 1 gram heb zal de snelheid enorm zijn (relatief gezien), maar in praktijk zal het projectiel van 1 gram nooit die snelheid hebben. Wij hadden een projectiel van 62 gram (wat best weinig is) en die haalde de 55 km/h -> 15.3 m/s. Als we een projectiel hadden van 10 gram zal die echt niet 3x zo snel gaan (bijvoorbeeld). Ik ben dus erg benieuwd naar de gemeten snelheid (of de nog te meten snelheid).

EDIT: Ik las nu pas je reactie (laatste reactie van jou) en ik denk dat het voorwerp té licht is waardoor die maar 1 m/s gaat. Als je een wat zwaarder projectiel neemt helpt het misschien. Ook is het belangrijk om de juist afstand te vinden vanaf de spoel.

Ja klopt, ik heb gewoon een projectiel als voorbeeld genomen dat toevallig voor me lag (de punt van een kruisboog pijltje met een magneetje eraan). En ik heb ook gewoon dat ding in de loop gegooid en vervolgens geschoten, kan veel efficienter
Ik denk dat het projectiel al lang weg is voordat het magneetveld lekker sterk is. Deze coilgun is echter voor wat leerlingen die er voor hun profielwerkstuk mee gaan meten.

Zelf ben ik wel af en toe bezig met een mooie coilgun, en dan vooral het ontwerp van een goed analyse-systeem. Met snelle hall-sensors en wat smd-leds kun je denk ik al een flink eind komen:
-Je pakt een plexiglas buisje van 2mm dik en maakt daar een paar gaatjes in. In die gaatjes komen drie hall-sensors en in de rest smd-leds. Tegenover de smd-leds, maak je ook gaatjes en plaats je smd-leds (als lichtsensor). Vervolgens als aansluitdraadjes stevig draad gebruiken (de pootjes van een normale led ofzo), en de spoel om het buisje wikkelen. De aansluitdraadjes van de leds en hall-sensors steken dan uit de spoel en zo kun je meten:
-Locatie van projectiel als functie van tijd
-Sterkte van het magneetveld als functie van tijd en plaats
Daaruit kun je weer van alles berekenen, zoals snelheid en versnelling van projectiel als functie van tijd en plaats en of het magneetveld op het juiste moment de piek bereikt etc.
Helemaal ideaal is als je zo'n meetbuisje kan maken dat in verschillende spoelen te schuiven is.

Mocht ik in de toekomst ooit echt werk gaan maken van een flinke coilgun, zou ik me focussen op een goed analyse-systeem. De data die ik daarmee verzamel kan ik vervolgens gebruiken in een echte efficiënte coilgun, misschien zelfs eentje met een actief controlesysteem dat een permanente magneet twee keer kan versnellen (één keer met aantrekken naar het midden, en daarna nog één keer met flyback).

[lemming_nl]

2boris schreef op donderdag 23 december 2010 @ 19:27:
Jouw huidige piekstroom is al flink hoger dan onze piekstroom die bij de huidige spoel maximaal 1kA is. Het probleem is dat wij een beperkt budget hebben en daardoor geen thyristor kunnen aanschaffen die piekstromen van 5 - 10 kA aankunnen. Jammer, want anders was een hogere snelheid beter mogelijk. Met welke parameters ben je vooral aan het experimenteren? Voltage? of de afstand vanaf de spoel?
[...]

Ik probeer ervoor te zorgen dat de snelheid van het projectiel precies matcht met pulsduur. Helaas is dat wat lastig omdat de pulsduur sterk afhankelijk is van hoe snel het projectiel gaat. Mijn plan is om een sweep te maken met een aantal spanningen van 30 tot 300V bijv. en dan kijken waar het optimum ligt. Vervolgens kijken hoe de pulsduur zich dan verhoudt tot de snelheid. De afstand vanaf de spoel is ook erg critisch maar ik moet daar nog iets voor maken zodat ik dat nauwkeurig en herhaalbaar in kan stellen.

Sibylle schreef op donderdag 23 december 2010 @ 23:50:
[...]
Ja klopt, ik heb gewoon een projectiel als voorbeeld genomen dat toevallig voor me lag (de punt van een kruisboog pijltje met een magneetje eraan).
[...]

Een permanente magneet? Dat zou ik eigenlijk niet aanraden. De magnetisatie van ijzer laat veel krachten toe dan een permanente magneet.

[Hip analyse systeem]

Helaas werkt dat niet zo goed. De stromen die spoelen opwekken zijn vele malen groter dan de stromen uit je detectoren. Misschien dat dit op hele lage vermogens nog goed kan gaan maar bij een beetje stroom gaan er denk ik dingen stuk.Wat je beter kan doen is de sensoren buiten je spoel zetten. Door gebruik te maken van een laser bijv. kan je ontvanger verder weg staan van de spoel. Hier zou je ook al informatie uit kunnen halen.

Mocht ik in de toekomst ooit echt werk gaan maken van een flinke coilgun, zou ik me focussen op een goed analyse-systeem. De data die ik daarmee verzamel kan ik vervolgens gebruiken in een echte efficiënte coilgun, misschien zelfs eentje met een actief controlesysteem dat een permanente magneet twee keer kan versnellen (één keer met aantrekken naar het midden, en daarna nog één keer met flyback).

Analyse is zeker mooi maar lastig om goed te doen. Je moet ook een manier hebben om die informatie te verwerken. Ik heb een scoop met twee kanalen voor het meten van de spanningen en een counter voor de snelheid. Mijn plan was om ook de stroom te gaan meten maar daar heb ik geen meetinstrumenten voor.

[dalus]

Wat betreft stroom meten kun je het beste naar een rogowski coil kijken. Makkelijk zelf te maken en vrij cheap.

[lemming_nl]

Ik ben in het bezit van een 0.1mOhm shunt welke de grote stromen aankan. Het probleem is echter dat ik dat signaal uit moet lezen. Helaas heb ik geen kanalen over op mijn scoop om dat te doen.

[dalus]

Tijd om te sparen voor een nieuwe scope dus

[Roani52]

mightym schreef op zondag 17 oktober 2010 @ 09:08:
[...]
Ik ben zelf docent Natuurkunde (van oorsprong elektrotechnisch ingenieur) en ik begeleid ook PWS-en, voor een dergelijk project geeft ik geen toestemming, levensgevaarlijk en waarschijnlijk nog strafbaar ook!

Toch nog even reageren op dit stukje.
Natuurlijk is het erg leuk om een coilgun te maken voor profielwerkstuk, vooral vrij spectaculair.
Maar, het KÀN inderdaad levensgevaarlijk zijn! (hoeft dus niet). Ik heb een aantal mensen gehoord die een coilgun voor PWS hebben gemaakt, maar niet hoger dan 50V of 35V mochten. In zo'n situatie is het niet echt levensgevaarlijk meer.

Strafbaar is het daarentegen niet. Coilguns zouden vallen onder categorie 4 van de Wet Wapens en Munitie.

Categorie IV
Tot deze categorie behoren de wapens die men thuis mag hebben, maar waarvan het verboden is deze publiekelijk te dragen.

Wet Wapens en Munitie, Categorie IV, lid 7
Voorwerpen waarvan, gelet op hun aard of de omstandigheden waaronder zij worden aangetroffen, redelijkerwijs kan worden aangenomen dat zij voor geen ander doel zijn bestemd dan om letsel aan personen toe te brengen of te dreigen, en die niet onder een van de andere categorieën vallen.

Bovendien heb je een degelijke kans dat je met een simpel PWS coilgunnetje niet eens een konijn dood krijgt.

Nu had ik 'mazzel' en mocht ik 'gewoon' op dik 300V werken, maar ik wist dan ook wel waarmee ik bezig was. Ik was me aardig bewust van alle elektrische gevaren die het met zich meebracht. Maar niet helemaal de behoorlijke kracht en snelheid die het projectiel in het uiteindelijke ontwerp bleek te hebben. Toch heeft het geen problemen opgeleverd

30.4m/s (109km/h) met 18.09 gram, efficiency: 1.7%
27.0 m/s (97.2 km/h) met 31.14 gram, efficiency 2.3%

Zie dat maar ergens in te schieten zonder dat het ongewenste kanten op vliegt

[dalus]

Het hangt ook heel erg van je school af en hoe goed je de leraren kent. Zelf heb ik enorm veel geluk gehad. Heb een grote teslacoil mogen bouwen

[Elektronicanet]

Als jullie willen, kan ik denk ik wel begeleiding regelen op de TU/e bij elektrotechniek (richting vermogenselektronica). Ik ga zelf hier binnen enkele weken afstuderen en ben dan weg, maar heb genoeg contacten en weet dat er vaker hulp wordt geboden aan VWO leerlingen voor profielwerkstukken. Via de website van de elektrowinkel (www.elektrowinkel.net) kun je een aanvraag indienen. Noem gerust mijn naam, ik heb daar 2,5 jaar bestuur gedaan
Overigens geldt dit voor iedereen die zijn profielwerkstuk wil doen over elektronica!

[dalus]

Gaat dat niet via de profielwinkel? Meen dat ik alle VWO studenten die ik heb gezien zo samen hebben gewerkt met de TU/e

[Sibylle]

dalus schreef op zaterdag 25 december 2010 @ 14:34:
Gaat dat niet via de profielwinkel? Meen dat ik alle VWO studenten die ik heb gezien zo samen hebben gewerkt met de TU/e

Inderdaad Die nemen dat voor dit soort projecten contact op met de faculteiten natuurkunde of elektrotechniek.

[Sibylle]

Bij dezen de lang geleden beloofde schakeling, alle onderdelen zijn te koop voor samen ongeveer €20-30 denk ik. De DC/DC converter komt uit een wegwerpcamera en mag niet meer dan 1-1.5A kunnen trekken (anders brand deze door uit ervaring).
Groene led = aan
Rode led = spanning over C1
Blauwe led = >300V over C1

Energie in C1 = 21.15Joules. Bij 1% efficientie zit je dus op een projectiel van 5gram bij 6.5m/s
Ik heb maar twee keer iets afgeschoten om te proberen, daar leek t meer op 1m/s. Waarschijnlijk door slechte afstemming van spoel/stroom/projectiel etc.

Het geheel gaat morgen naar twee vwo leerlingen die (onder begeleiding) van hun docent ermee kunnen experimenteren. Helaas is de veiligheid ook een frustratie hier: het duurt 30-90s voordat 300v bereikt is.

[conara]

Sibylle: Waarom zitten er 4 diodes in je schakeling?

Trouwens zijn de lampjes in je schakeling wel leuk. Welke piekstroom kan deze schakeling aan? en dan bedoel ik de piekstroom met het ontladen van de condensatoren. Na hoeveel keer zijn de batterijen op? En niet zeuren over de oplaadtijd... 6 minuten is pas lang wachten om met je coilgun te experimenteren... (maarja dat zijn dan wel 7 condensatoren van 4700uF dus totaal 32900uF (op 200volt)

EDIT:

Omdat het een schoolproject is wou ik hier nog wat over zeggen. Ik heb voor mijn profielwerkstuk ook een coilgun gemaakt en moest dit eigenlijk zelf maken/ontwerpen (uiteraard met hulp die ook zelf gezocht moest worden. In ons gevul diverse studenten). Het verbaast me wel dat voor een paar VWO'ers het hele pakketje in elkaar wordt gezet en dat hun er even mee mogen spelen. Snappen nu daadwerkelijk de schakeling ect? en andere aspecten die belangrijk zijn bij een coilgun?

[ Voor 81% gewijzigd door conara op 05-01-2011 23:43 ]

[Toff]

2boris schreef op woensdag 05 januari 2011 @ 23:10:
Sibylle: Waarom zitten er 4 diodes in je schakeling?

Mislukte brugschakeling?

[Sibylle]

2boris schreef op woensdag 05 januari 2011 @ 23:10:
Sibylle: Waarom zitten er 4 diodes in je schakeling?

Trouwens zijn de lampjes in je schakeling wel leuk. Welke piekstroom kan deze schakeling aan? en dan bedoel ik de piekstroom met het ontladen van de condensatoren. Na hoeveel keer zijn de batterijen op? En niet zeuren over de oplaadtijd... 6 minuten is pas lang wachten om met je coilgun te experimenteren... (maarja dat zijn dan wel 7 condensatoren van 4700uF dus totaal 32900uF (op 200volt)

EDIT:

Omdat het een schoolproject is wou ik hier nog wat over zeggen. Ik heb voor mijn profielwerkstuk ook een coilgun gemaakt en moest dit eigenlijk zelf maken/ontwerpen (uiteraard met hulp die ook zelf gezocht moest worden. In ons gevul diverse studenten). Het verbaast me wel dat voor een paar VWO'ers het hele pakketje in elkaar wordt gezet en dat hun er even mee mogen spelen. Snappen nu daadwerkelijk de schakeling ect? en andere aspecten die belangrijk zijn bij een coilgun?

Ik heb de piekstroom niet gemeten of berekend, de ESR van de condensator zal niet hoger zijn dan 1-2Ohm en de Thyristor wordt goed opengestuurd dus kan 200-800A pieken.
De bedoeling was eigenlijk dat ze kwamen experimenteren met een coilgun die hier staat, alleen was er iets mis gegaan in de communicatie en was deze niet in werkende staat.
Als alternatief heb ik snel deze schakeling ontworpen en gedeeltelijk door hun laten bouwen (moest daarna nog over omdat er wat fout was gegaan). Allereerst hebben ze 15opgaves over de schakeling moeten maken zodat ze iig de basis snappen en waar het kritisch is.
Ik gebruik nu een 3v adapter ipv batterijen, omdat deze na 5-10 keer opladen wel leeg waren.

Toff schreef op donderdag 06 januari 2011 @ 00:49:
[...]

Mislukte brugschakeling?

haha, ja vast grapjas
Die elco zit vol smerige rotzooi en ik wil niet dat de leerlingen die rotzooi in hun gezicht krijgen mocht dat ding ontploffen. Eén blusdiode kan stukgaan, twee is beter maar omdat ze niks kosten heb ik gewoon 4 neergezet

[conara]

Sibylle schreef op donderdag 06 januari 2011 @ 09:19:

haha, ja vast grapjas
Die elco zit vol smerige rotzooi en ik wil niet dat de leerlingen die rotzooi in hun gezicht krijgen mocht dat ding ontploffen. Eén blusdiode kan stukgaan, twee is beter maar omdat ze niks kosten heb ik gewoon 4 neergezet

Haha oké het is dus daarvoor, erg slim inderdaad. Ik heb een diode gebruikt, maar kan je mij uitleggen waarvoor die diode is? Een student heeft mij geholpen, maar kreeg steeds minder tijd hiervoor en dit heeft hij nooit goed kunnen uitleggen aan mij. Hij zei dat het voor het verkeerd opladen van de condensatoren is. Klopt dat?


Daarbij, als je die vragen in digitale vorm hebt zal ik die mogen ontvangen? Misschien zitten hier nog vragen bij welke ik zou kunnen gebruiken in mijn profielwerkstuk. Het is wel belangrijk dat je laat zien dat je kennis hebt van het onderwerp, maar een soort checklist is wel handig.

[Verwijderd]

Roani52 schreef op vrijdag 24 december 2010 @ 23:16:
[...]


Toch nog even reageren op dit stukje.
Natuurlijk is het erg leuk om een coilgun te maken voor profielwerkstuk, vooral vrij spectaculair.
Maar, het KÀN inderdaad levensgevaarlijk zijn! (hoeft dus niet). Ik heb een aantal mensen gehoord die een coilgun voor PWS hebben gemaakt, maar niet hoger dan 50V of 35V mochten. In zo'n situatie is het niet echt levensgevaarlijk meer.

Strafbaar is het daarentegen niet. Coilguns zouden vallen onder categorie 4 van de Wet Wapens en Munitie.


[...]


[...]


Bovendien heb je een degelijke kans dat je met een simpel PWS coilgunnetje niet eens een konijn dood krijgt.

Nu had ik 'mazzel' en mocht ik 'gewoon' op dik 300V werken, maar ik wist dan ook wel waarmee ik bezig was. Ik was me aardig bewust van alle elektrische gevaren die het met zich meebracht. Maar niet helemaal de behoorlijke kracht en snelheid die het projectiel in het uiteindelijke ontwerp bleek te hebben. Toch heeft het geen problemen opgeleverd

30.4m/s (109km/h) met 18.09 gram, efficiency: 1.7%
27.0 m/s (97.2 km/h) met 31.14 gram, efficiency 2.3%

Zie dat maar ergens in te schieten zonder dat het ongewenste kanten op vliegt

Met een vriend heb ik ook een coilgun gebouwd voor ons PWS (~3 jaar geleden), en om de veiligheid te kunnen garanderen hadden we een kist van 10mm Lexaan om de elco bay heen gemaakt (voor het geval dat), en om de kogel af te stoppen 50 cm piepschuim. Van tevoren ook hulp gevraagd van een buurjongen (afgestudeerd in EL) en mn pa (electrotechnicus).

Als ik me goed herinner waren onze resultaten ongeveer met een efficiency van 1.2%, 20g projectiel en ~70-80 km/h. Het is een geweldig leuk project, maar het is het beste als je hulp hebt van een professional, die weet wanneer je iets fout doet, wat niet zonder gevolgen is.

[Sibylle]

Als het goed is heb ik snel een aantal mooie condensators thuis 8x4700uF @ 450v met een ESR van ~0.025Ohm
Hiervan wil ik 4 gebruiken voor een coilgun (misschien tijdelijk 6 om te testen), de coilgun moet gaan werken op ongeveer 2000Joules.
Met een efficiëntie van 1% zou ik een projectiel van 10g over een aantal weken/maanden (studeren moet ook nog ) dus tot 226km/h moeten kunnen versnellen!
Ik wil misschien ook nog proberen om met alle condensatoren een coilgun van 3700Joules te maken, en met een 1gr licht voorwerp de geluidsbarrière te doorbreken (ik heb dan 1.7% efficiëntie nodig).

Eerst maar eens tentamens en onderdelen verzamelen
Voor mensen die willen meehelpen: http://www.circuitsonline.net/forum/view/91514

[dalus]

Hou er wel rekening mee dat je projectiel kan verzadigen. Een inductief projectiel (spoel) heeft dus de voorkeur bij hele hoge snelheden.

[Sibylle]

dalus schreef op vrijdag 14 januari 2011 @ 01:12:
Hou er wel rekening mee dat je projectiel kan verzadigen. Een inductief projectiel (spoel) heeft dus de voorkeur bij hele hoge snelheden.

Het koperdraad ligt al te wachten om gedraaid te worden
Ik maak me nu meer druk over een betaalbare schakelaar... tot nu toe vind ik geen SCR's die hoger kunnen dan 1400A piek voor een normale prijs.

[Sibylle]

Is er nog vooruitgang geboekt door anderen? Ikzelf heb een mooie SCR gekocht via ebay, 5000A (piek) bij 1400V voor 20euro.
Verder heb ik vandaag een simulatie script in elkaar gezet voor Matlab+FEMM, dit script houdt rekening met het materiaal van het projectiel, de verandering van de inductie van de spoel, de magnetische verzadiging van het voorwerp en de juiste ontlading van de condensator. Een grafiekje van een paar van de resultaten van één run:

De y-schaal is niet op waarde en alle variabelen zijn geschaald, dus niet op absolute waardes letten. De x-as is de positie van de voorkant van het voorwerp (deze was 75% zo lang als de spoel).

Hieruit kun je goed zien hoe de stroom inzakt ten gevolge van de toename in inductie (omdat het voorwerp erin schuift). De timing of massa van het projectiel is niet goed aangezien de kracht flink negatief wordt bij het verlaten van de spoel.
Morgen ga ik proberen om ook de eddy-currents mee te nemen in FEMM, maar ik denk dat dat heel veel moeite en rekenwerk gaat kosten. Misschien is het daarom makkelijker een grove benadering te gebruiken in Matlab, of uiteindelijk het projectiel te maken uit lamellen (al zijn er dan nog negatieve effecten tegen de versnelling).
Op mijn Core2Duo@3.8Ghz duurt één run ongeveer 4minuten, morgen kan ik dit optimaliseren naar ~1-2minuten hoop ik.

Zijn er mensen met testresultaten uit de werkelijkheid die willen helpen mijn model te testen?

[lemming_nl]

Zow, mooi model, neemt alle belangrijke dingen mee. Hoe heb je deze opgesteld? Matlab genereerd de geometrie en FEMM rekent de rest door? Is in de simulatie het projectiel even lang als de spoel? Heb je de simulatie al eens getest voor stabilteit voor een paar parameters? Ik heb wel eens simulaties gedaan voor een inductieve coilgun gedaan op basis van de basisformule voor gekoppelde spoelen. Deze bleek echter lastig om stabiel te krijgen. Zelfs met ps tijdstappen (terwijl de duur van acceleratie meer in de 10ms range lag) genereerde het geheel energie .

Ik ben wel bereid een paar situaties door te meten. Testresultaten die zo goed gedefineerd zijn dat je ze kan vergelijken met een simulatie heb ik niet. Naar mijn idee is vooral de initiele locatie van het projectiel (iig op hoge snelheid) erg belangrijk. Deze heb ik nooit fatsoenlijk vast kunnen zetten.

[Sibylle]

lemming_nl schreef op donderdag 20 januari 2011 @ 11:28:
Zow, mooi model, neemt alle belangrijke dingen mee. Hoe heb je deze opgesteld? Matlab genereerd de geometrie en FEMM rekent de rest door? Is in de simulatie het projectiel even lang als de spoel? Heb je de simulatie al eens getest voor stabilteit voor een paar parameters? Ik heb wel eens simulaties gedaan voor een inductieve coilgun gedaan op basis van de basisformule voor gekoppelde spoelen. Deze bleek echter lastig om stabiel te krijgen. Zelfs met ps tijdstappen (terwijl de duur van acceleratie meer in de 10ms range lag) genereerde het geheel energie .

Ik ben wel bereid een paar situaties door te meten. Testresultaten die zo goed gedefineerd zijn dat je ze kan vergelijken met een simulatie heb ik niet. Naar mijn idee is vooral de initiele locatie van het projectiel (iig op hoge snelheid) erg belangrijk. Deze heb ik nooit fatsoenlijk vast kunnen zetten.

Matlab en FEMM werken goed samen gelukkig (dankzij iets dat zij Octave noemen). De scripts zijn te downloaden:
http://www.student.tue.nl/R/r.t.huijgen/Archive.zip
Je hebt FEMM 4.2 nodig (gratis: http://www.femm.info/wiki/HomePage ) en Matlab. Op de website van FEMM staat ergens hoe je de libraries kunt bekend maken bij Matlab (een folder toevoegen aan Matlab path).

Je voegt vervolgens in Matlab de map waarin de twee scripts staan toe aan het 'Path', en runt MatlabScript.m die roept dan vervolgens CreateCoilgun.m aan en doet al het rekenwerk.
De variabelen spreken voor zich na het doorlezen van het script, anders geef ik wel wat uitleg.
Een temp.FEMM bestand wordt aangemaakt in de folder waar Matlab in werkt.

Als je analyze(1) veranderd naar analyze(0) dan kun je het geheel zien stap voor stap, verder kun je niet veel doen met je PC want FEMM steelt te hele tijd focus van je toetsenbord en muis

Inductief is erg moeilijk omdat de eddy-currents afhangen van veel geschiedenis en ingewikkelde terugkoppelings-loops. Dit model maakt gebruik van het underdamped RLC-model en kijkt per tijdseenheid dt naar variabelen en berekend aan de hand van de huidige staat de nieuwe staat t+dt.
Voor nu bouw ik eerst een klassieke spoel+projectiel, daarna exeprimenteren met indcutief.

Ik denk eerlijk gezegd dat een koperen staafje veel sneller kan gaan, maar dat de timing en afstelling ongelooflijk nauwkeurig moeten zijn. Magnetiseren van metaal is langzaam vergeleken bij opwekken van inductie stromen maar daarom ook minder gevoelig voor kleine afwijkingen.

[ Voor 10% gewijzigd door Sibylle op 20-01-2011 18:13 ]

[dalus]

Je weet dat er op dit moment op moment een project voor de 2e jaars loopt waar ze ook een coilgun moeten doorrekenen? Nja als ze dit vinden heb je veel voorwerk voor hun gedaan

Wat betreft inductieve coilguns lijkt het me erg interessant op hier ook eens aan te gaan rekenen. Wil uiteindelijk een soort self learning multi stage coilgun bouwen. Informatie van elk schot gebruiken om het volgende schot beter te maken. Moet dus nog een leuk systeem bedenken met optical sensing en solid state switching.

Wil als switch een H-brug maken met diagonaal IGBT's door alleen diodes vervangen. Op deze manier win je energie terug die normaal gesproken verloren gaat door je blus diode die anti parallel aan de spoel staat.

[lemming_nl]

Sibylle schreef op donderdag 20 januari 2011 @ 17:44:
[Hippe matlab/femm combi]

Nice, ik ben hem eens door wat extremere situaties aan het halen, kijken of ik fouten kan vinden.
-edit-
Hij is niet helemaal stabiel. Zie de volgende plot (snelheid):

Dit lijkt mij niet helemaal kloppend. Pogingen om de tijdstap te verkleinen door dt aan te passen (delen door 1000 bijv.) leidde helemaal tot aparte resultaten. Die 100 zal dus nog vaker gehardcode gebruikt worden denk ik dan.
Parameters (anders dan die er stonden):
V = 720
m = 0.02
R = 0.005
turns = 34
startposition = 0

Als je analyze(1) veranderd naar analyze(0) dan kun je het geheel zien stap voor stap, verder kun je niet veel doen met je PC want FEMM steelt te hele tijd focus van je toetsenbord en muis

Daar heb ik gelukkig geen last van (Windows 7), FEMM gebruikt ook maar 1 core dus kan doorwerken

Inductief is erg moeilijk omdat de eddy-currents afhangen van veel geschiedenis en ingewikkelde terugkoppelings-loops. Dit model maakt gebruik van het underdamped RLC-model en kijkt per tijdseenheid dt naar variabelen en berekend aan de hand van de huidige staat de nieuwe staat t+dt.
Voor nu bouw ik eerst een klassieke spoel+projectiel, daarna exeprimenteren met indcutief.

Goede simulatie is mij nog niet gelukt, ik moet daar nog een keer tijd voor maken om dat echt goed uit te pluizen.

Ik denk eerlijk gezegd dat een koperen staafje veel sneller kan gaan, maar dat de timing en afstelling ongelooflijk nauwkeurig moeten zijn. Magnetiseren van metaal is langzaam vergeleken bij opwekken van inductie stromen maar daarom ook minder gevoelig voor kleine afwijkingen.

Inductief moet inderdaad sneller kunnen denk ik, met name op hoge vermogens.

dalus schreef op donderdag 20 januari 2011 @ 18:52:
[...]
Wil als switch een H-brug maken met diagonaal IGBT's door alleen diodes vervangen. Op deze manier win je energie terug die normaal gesproken verloren gaat door je blus diode die anti parallel aan de spoel staat.

Dat is eigenlijk nog best een aardig idee. Vereist wat meer controle en dure IGBT's maar met twee stuks moet dat nog te doen zijn.

[ Voor 10% gewijzigd door lemming_nl op 20-01-2011 20:31 ]

[Sibylle]

lemming_nl schreef op donderdag 20 januari 2011 @ 19:44:
[...]

Nice, ik ben hem eens door wat extremere situaties aan het halen, kijken of ik fouten kan vinden.
-edit-
Hij is niet helemaal stabiel. Zie de volgende plot (snelheid):
[afbeelding]
Dit lijkt mij niet helemaal kloppend. Pogingen om de tijdstap te verkleinen door dt aan te passen (delen door 1000 bijv.) leidde helemaal tot aparte resultaten. Die 100 zal dus nog vaker gehardcode gebruikt worden denk ik dan.
Parameters (anders dan die er stonden):
V = 720
m = 0.02
R = 0.005
turns = 34
startposition = 0

[...]
Daar heb ik gelukkig geen last van (Windows 7), FEMM gebruikt ook maar 1 core dus kan doorwerken
[...]
Goede simulatie is mij nog niet gelukt, ik moet daar nog een keer tijd voor maken om dat echt goed uit te pluizen.
[...]
Inductief moet inderdaad sneller kunnen denk ik, met name op hoge vermogens.

[...]
Dat is eigenlijk nog best een aardig idee. Vereist wat meer controle en dure IGBT's maar met twee stuks moet dat nog te doen zijn.

Het gaat inderdaad mis, en ik denk dat dat komt door de 5mOhm en de kleine inductie. Deze zorgen voor een extreem grote frequentie (>600Hz) in je RLC-circuit waardoor de boel instabiel is op deze tijdsschaal.
Het probleem met kleinere dt is denk ik het feit dat je dx soms zo klein is dat FEMM het afrond naar 0....dan gebeurt er dus niets
ESR van een goede elco is al snel zo rond de 10-50mOhm, dus je kunt proberen dat in te vullen. Ik test nog even verder met een kleinere dt en een grotere ESR (met jouw parameters verder).

Via deze simulator voor RLC tijden lijken me de waardes btw erg hoge stromen op te leveren: http://www.coilgun.info/mark2/rlcsim.htm

[ Voor 4% gewijzigd door Sibylle op 20-01-2011 23:18 ]

[lemming_nl]

Het klopt dat de frequentie erg hoog wordt, dat is ook de bedoeling. Mijn thyristoren zijn volgens de datasheet goed voor 60kA voor 10ms half sine. De frequenties zijn hoger dan dat waardoor ik meer vermogen kan wegstoken. De kortsluitstroom van mijn opstelling levert een weerstand op van rond de 1mOhm. De spoel voegt nog een flinke bak toe (afhankelijk van de maat, heb een spoel an 8 wikkelingen 8mm koperdraad). Maargoed, het ging mij erom even te kijken hoe ver de simulatie kan gaan.

Wat betreft die dt, als ik van 100, 1000 maak; dan geldt bij mij iig behoud van energie niet meer bij sommige parameters. Heb projectielen gehad die met meer dan 1000m/s weg gaan.

[Sibylle]

lemming_nl schreef op donderdag 20 januari 2011 @ 23:49:
Het klopt dat de frequentie erg hoog wordt, dat is ook de bedoeling. Mijn thyristoren zijn volgens de datasheet goed voor 60kA voor 10ms half sine. De frequenties zijn hoger dan dat waardoor ik meer vermogen kan wegstoken. De kortsluitstroom van mijn opstelling levert een weerstand op van rond de 1mOhm. De spoel voegt nog een flinke bak toe (afhankelijk van de maat, heb een spoel an 8 wikkelingen 8mm koperdraad). Maargoed, het ging mij erom even te kijken hoe ver de simulatie kan gaan.

Wat betreft die dt, als ik van 100, 1000 maak; dan geldt bij mij iig behoud van energie niet meer bij sommige parameters. Heb projectielen gehad die met meer dan 1000m/s weg gaan.

Welke thyristoren gebruik je?
Ik krijg goede resultaten met frequentie rond de 500Hz (1250V, 50wikkelingen, startpositie 2, 0.005Ohm), ik gebruik onderstaande code (beetje aangepast om te copy/pasten in Matlab voor het gemak).
Je moet de dt gewoon kunnen verkleinen tot een kritische waarde waarbij het fout gaat (er komen dan rare effecten door afronden ergens in de berekening denk ik). Met dt=length/1000 heb ik geen problemen bij langzamere situaties.

Bij dezen een code die redelijke resultaten levert

code:

capacitance=4500/1000000;
voltage=1250;
resistance=0.005;
coil_width=1;
coil_length=2.5;
proj_width=1;
proj_length=0.75*coil_length;
airgap=0.1;
proj_material='M-19 Steel';
coil_material='16 AWG';
turns=34
current=0;
startposition=0;
                                
C=capacitance;                  
V=voltage;                              
m=0.02;
R=resistance;      

%make coilgun and get inductance
[xmax xmin]=CreateCoilgun (coil_width,coil_length,proj_width,proj_length,airgap,proj_material,coil_material,turns,current,startposition);
mi_modifycircprop('Coil',1,1);
mi_analyze(1);
mi_loadsolution();
CVF=mo_getcircuitproperties('Coil');
inductance=CVF(3)/CVF(1);
mi_modifycircprop('Coil',1,current);
properties=[capacitance voltage m resistance coil_width coil_length proj_width proj_length airgap turns current startposition];

%Calculate frequency of the RLC circuit to base timesteps and length upon
Frequency=sqrt( 1/(inductance*C) - (R^2)/(4*inductance^2 ) )/(2*pi);
length=1/Frequency;
dt=length/100;
t=0:dt:length;

ind=zeros(int32(length/dt),1);
ind(1)=inductance;
v=zeros(int32(length/dt),1);
I=zeros(int32(length/dt),1);
x=zeros(int32(length/dt),1);
F=zeros(int32(length/dt),1);
q=zeros(int32(length/dt),1);
coil=zeros(int32(length/dt)+1,1);
q(1)=C*V;
A=q(1);


%%Script
for i=1:length/dt
dx=v(i)*dt; 
x(i+1)=x(i)+dx;

dv=F(i)*dt/m;
v(i+1)=v(i)+dv;

%note: using 'old' inductance, is prone to some error but is minimal with small steps
q(i+1)=A*exp(-R*t(i+1)/(2*ind(i)))*cos( sqrt(1/(C*ind(i)) - (R*R)/(4*ind(i)*ind(i)) ) *t(i+1) );
I(i+1)=(q(i)-q(i+1))/dt;

%adjust position and current to new situation (i+1)
translate=dx*100;
if x(i+1)*100<xmax && x(i+1)*100>xmin;
mi_selectgroup(1);
mi_movetranslate(0,translate);
mi_clearselected();
else
t(i+1:end)=[];
ind(i+1:end)=[];
v(i+1:end)=[];
I(i+1:end)=[];
x(i+1:end)=[];
F(i+1:end)=[];
q(i+1:end)=[];
coil(i+1:end)=[];
break;
end

mi_modifycircprop('Coil',1,I(i+1));

mi_analyze(1);
mi_loadsolution();

%get the force + ind for new situation (i+1)
mo_groupselectblock(1);
F(i+1)=mo_blockintegral(19);
CVF=mo_getcircuitproperties('Coil');
ind(i+1)=CVF(3)/CVF(1);

end
coil(find(x*100>(startposition) & x*100<(startposition+coil_length) ))=1;
closefemm
results4=struct('properties',properties,'time', t, 'inductance',ind, 'velocity',v, 'current',I, 'position',x, 'force',F,'charge',q,'coil',coil);

Je ziet dat de je een goede situatie hebt: de stroom is bijna bij nul als het projectiel de spoel verlaat! Er ontstaat nog een kleine piek ten gevolge van de verandering van inductie als de spoel verlaten wordt (ook kleine deuk in snelheid). Daarna wordt de stroom negatief en wordt het projectiel weer terug gezogen.

Dit is echter wel op het randje van wat ik nog zou accepteren als betrouwbare resultaten.
Ik denk dat het beter gaat als ik ipv in meters en Henries zou gaan rekenen met mm's en mH's, in Matlab maar vooral in FEMM (in mm dan) zodat de afrondingsfout veel kleiner is.
Morgen heb ik denk ik te weinig tijd en zin om te gaan troubleshooten, maar misschien kom je tijdens het proberen iets tegen dat helpt voor in het weekend

[Bobswa]

Heren volg dit topic nu al een tijdje omdat ik ook bezig ben met een coilgun(3x 450V/1500uF). Door de drukte van de studie is deze echter even het ondergeschoven kindje maar props voor wat jullie bereiken hoor.
Lijkt erop dat het trial and error proces binnenkort achterwegen is. Succes nog.

[lemming_nl]

Sibylle schreef op vrijdag 21 januari 2011 @ 01:04:
[...]


Welke thyristoren gebruik je?
Ik krijg goede resultaten met frequentie rond de 500Hz (1250V, 50wikkelingen, startpositie 2, 0.005Ohm), ik gebruik onderstaande code (beetje aangepast om te copy/pasten in Matlab voor het gemak).
Je moet de dt gewoon kunnen verkleinen tot een kritische waarde waarbij het fout gaat (er komen dan rare effecten door afronden ergens in de berekening denk ik). Met dt=length/1000 heb ik geen problemen bij langzamere situaties.

Bij dezen een code die redelijke resultaten levert
[...]

[afbeelding]
Je ziet dat de je een goede situatie hebt: de stroom is bijna bij nul als het projectiel de spoel verlaat! Er ontstaat nog een kleine piek ten gevolge van de verandering van inductie als de spoel verlaten wordt (ook kleine deuk in snelheid). Daarna wordt de stroom negatief en wordt het projectiel weer terug gezogen.

Dit is echter wel op het randje van wat ik nog zou accepteren als betrouwbare resultaten.
Ik denk dat het beter gaat als ik ipv in meters en Henries zou gaan rekenen met mm's en mH's, in Matlab maar vooral in FEMM (in mm dan) zodat de afrondingsfout veel kleiner is.
Morgen heb ik denk ik te weinig tijd en zin om te gaan troubleshooten, maar misschien kom je tijdens het proberen iets tegen dat helpt voor in het weekend

Ik gebruikt tweemaal SKT 760/12E in parallel schakeling. Blijkbaar zijn mijn instellingen of iets dergelijks anders want jouw code wil bij mij niet goed simuleren. Hij komt op een gegeven moment met de opmerking dat de driehoeken te klein worden. Wanneer ik vervolgens de minimale hoek (van de driehoeken) aanpas om ze groter te maken komt hij met een andere error dat hij geen mesh kan maken. Verder heb ik mijn twijfels over die sterke dip in de stroom zodra het projectiel de loop verlaat. Dat gaat ver sneller dan de tijdsconstante van het circuit, dat moet toch niet kunnen?

[dalus]

Denk dat ik binnenkort maar eens een lading IGBT's en diodes ga bestellen. Tijd voor een multi stage halfbridge coilgun. Zal eens kijken of ik dit weekend tijd heb om nog met het model te gaan stoeien. Lijkt er op dat er geen verzadiging in het model kan optreden.

[Verwijderd]

Lange tijd weg geweest maar krijg toch weer coilgun kriebels, helemaal nu er zelfs al hele mooie modellen komen! Krijg morgen 6 condensators binnen van 6000uF @ 400v. Moet ik wel leuk mee kunnen spelen denk ik toch maar zo.

Maar ik heb zelf ook nagedacht over het een en ander. Het nadeel van een coilgun is eigenlijk de lage efficiëntie (hoewel lemming toch wel ongelofelijk hoog komt met 12.4%, vind ik oprecht heel knap).

In theorie zou je de efficiëntie toch enorm omhoog kunnen krijgen als je een spoel maakt van een niobium-tin legering draad en het daarna rond de 0K brengen. Als het goed is krijg je dan een superconducter effect en creëer een veeeel groter magnetisch veld met dezelfde hoeveelheid energie. Het probleem hier is natuurlijk het praktijk gedeelte..

Maar mijn eigenlijke vraag is: stel je koelt koper ook extreem af, gaat het dan ook beter geleiden en creëert het dan ook een veel groter magnetisch veld?
Er zijn namelijk wel koperen buizen zijn met een hele kleine diameter, zo rond de 3/4 mm. Als je hier een spoel van maakt en er dan vloeibaar stikstof door heen laat pompen zou je zo het koper enorm kunnen afkoelen. Dit is naar mijn inzien wel haalbaar.

Goed, nu eerst maar eens dat model door matlab gooien, kijken of ik er wijzer van word

[Sibylle]

Verwijderd schreef op woensdag 02 februari 2011 @ 20:43:
Lange tijd weg geweest maar krijg toch weer coilgun kriebels, helemaal nu er zelfs al hele mooie modellen komen! Krijg morgen 6 condensators binnen van 6000uF @ 400v. Moet ik wel leuk mee kunnen spelen denk ik toch maar zo.

Maar ik heb zelf ook nagedacht over het een en ander. Het nadeel van een coilgun is eigenlijk de lage efficiëntie (hoewel lemming toch wel ongelofelijk hoog komt met 12.4%, vind ik oprecht heel knap).

In theorie zou je de efficiëntie toch enorm omhoog kunnen krijgen als je een spoel maakt van een niobium-tin legering draad en het daarna rond de 0K brengen. Als het goed is krijg je dan een superconducter effect en creëer een veeeel groter magnetisch veld met dezelfde hoeveelheid energie. Het probleem hier is natuurlijk het praktijk gedeelte..

Maar mijn eigenlijke vraag is: stel je koelt koper ook extreem af, gaat het dan ook beter geleiden en creëert het dan ook een veel groter magnetisch veld?
Er zijn namelijk wel koperen buizen zijn met een hele kleine diameter, zo rond de 3/4 mm. Als je hier een spoel van maakt en er dan vloeibaar stikstof door heen laat pompen zou je zo het koper enorm kunnen afkoelen. Dit is naar mijn inzien wel haalbaar.

Goed, nu eerst maar eens dat model door matlab gooien, kijken of ik er wijzer van word

Het is inderdaad lang geleden, geen tijd meer gehad door studie en werk. Als ik weer tijd heb, kan ik het model hopelijk wat verbeteren voor algemene situaties (in mijn simulaties werkt het redelijk, maar het is dan ook geschreven voor mijn parameters ).
Er werd gezegd dat er geen verzadiging kan optreden, maar dat is volgens mij wel zo. In Femm is de magnetisatie van een voorwerp in een magneetveld verzadigbaar, het effect is niet zo snel te zien omdat er teveel variabelen veranderen denk ik.

Koper kun je zeker afkoelen, bijvoorbeeld met vloeibaar stikstof. De weerstand neemt dan significant af! In het eerste jaar hebben we wel wat proefjes gedaan daarmee. Ik geloof dat een spoel die normaal bij 4A doorbrandde na 10s, het in stikstof zo'n 10s uithield bij 15A.
De spoel koelen kan een optie zijn, maar meestal is de maximale stroom begrenst door andere factoren. De thyristor, flyback diodes, esr vd elco's etc.

Ik ben momenteel bezig met het denken over een andere vorm spoel, bijvoorbeeld een asymmetrische kegel oid. Voor mijn gevoel moet er een betere vorm zijn voor het versnellen van een projectiel dan een uniforme spoel, maar het is te moeilijk om zoiets verder te verkennen zonder betere software (die verdomme duur is )

[Verwijderd]

Sibylle schreef op woensdag 02 februari 2011 @ 23:09:
[...]

Ik ben momenteel bezig met het denken over een andere vorm spoel, bijvoorbeeld een asymmetrische kegel oid. Voor mijn gevoel moet er een betere vorm zijn voor het versnellen van een projectiel dan een uniforme spoel, maar het is te moeilijk om zoiets verder te verkennen zonder betere software (die verdomme duur is )

Ja ik heb hier ook wel eens over nagedacht, omdat je eigenlijk alleen het eerste deel van de spoel benut qua magnetisch veld, zou je wellicht beter een kegelvormige spoel kunnen maken. Maar i.p.v. het te analyseren met dure software, ga ik denk ik gewoon old skool testen .

De volgende 4 ontwerpen ga ik testen en vergelijken met de uniforme spoel (excuses voor het crappy paint gebruik, geen zin/tijd om het in solidworks te maken:P) :


http://img822.imageshack.us/i/prototypesspoelen.jpg/
Als iemand nog betere ideeën heeft, hoor ik het graag

Het plan is dan om al die spoelen onder een bakje ijzervijlsel te houden en kijken wat het magneetveld is. Ja het is lowtech, maar boeie Denk dat je zo wel een aardig beeld kan schetsen van het veld.
Laat het wel weten als ik progress heb

Edit: lemming_nl, bedankt voor de condensators! :d

[Sibylle]

Ziet er goed uit, je kunt wellicht proberen om een heel plat bakje te pakken met ijzervijlsel zodat je er goed doorheen kan kijken. Als je in het bakje dan een uitsparing maakt voor de spoel heb je inderdaad een mooi gereedschap!
Het is verder interessant om te filmen (als standaard 30fps genoeg is ) hoe het magneetveld zich ontwikkeld in de tijd, vooral bij afwijkende vormen.

Ik heb er iig weer een idee bij voor mijn coilgun

[poech prut]

Ik heb voor mijn coilgun een fotocamera gebruikt alleen snap ik niet hoe ik uit een batteij van 5 volt 280 volt over de condensator krijg. Dit moet wel doormiddel van een transformator. Maar een transformator werkt op wisselspanning. En een batterij op gelijkspanningHoe kan het dat de spanning omhoog gaat?
http://img821.imageshack.us/i/mijncoilgunschema.jpg/
Uploaded with ImageShack.us

[ Voor 4% gewijzigd door poech prut op 08-02-2011 18:27 ]

[_ferry_]

Als je dat niet weet, dan lijkt het mij eerlijk gezegd ook niet echt verstandig om ermee aan de slag te gaan, we hebben het hier wel over min of meer levensgevaarlijke spanningen.

[poech prut]

Ik heb het ontwerp al werkend en er zijn geen ongelukken gebuurt. Misschien is het een noob vraag. Maar ik zouw het graag willen weten.

Het was voor een opdracht voor school en ik heb het nu afgerond. Maar deze vraag bleef eigenlijk steken.

[ Voor 28% gewijzigd door poech prut op 08-02-2011 19:10 ]

[Toff]

poech prut schreef op dinsdag 08 februari 2011 @ 18:26:
Ik heb voor mijn coilgun een fotocamera gebruikt alleen snap ik niet hoe ik uit een batteij van 5 volt 280 volt over de condensator krijg. Dit moet wel doormiddel van een transformator. Maar een transformator werkt op wisselspanning. En een batterij op gelijkspanningHoe kan het dat de spanning omhoog gaat?
http://img821.imageshack.us/i/mijncoilgunschema.jpg/

Een bijzonder schema...



Kijk voor de werking van de "fotocamera" eens hier.

[ Voor 6% gewijzigd door Toff op 08-02-2011 19:34 ]

[poech prut]

ALs ik dus tussen de batterij en de transformator een omvormer teken klopt de schakeling wel. Ik heb aan de condensator van de fotocamera nog een condensator parallel gehangen zodat ik meer energie heb. Ik weet dat de schakelaar rechts van de transformator niet goed is maar ik had geen scr voorhanden.

[Sibylle]

poech prut schreef op dinsdag 08 februari 2011 @ 20:15:
ALs ik dus tussen de batterij en de transformator een omvormer teken klopt de schakeling wel. Ik heb aan de condensator van de fotocamera nog een condensator parallel gehangen zodat ik meer energie heb. Ik weet dat de schakelaar rechts van de transformator niet goed is maar ik had geen scr voorhanden.

Een omvormer kan vanalles omvormen, zo is de gehele schakeling tussen batterij en condensator een omvormer van 1.5v naar 250v....
Op de batterij zit een schakeling die oscilleert (bijv. http://www.circuitsonline...abiele-multivibrator.html of http://www.circuitsonline.../ne-555-knipperlicht.html maar dan veel sneller).
Je hebt dan dus wisselspanning welke je omhoog kan transformeren, vervolgens zit er nog ergens een tweede spoeltje (meestal smaller en hoger dan de ander) welke de ontsteking van de flits zelf regelt. Deze maakt van de 250v meer dan 1000v waardoor het lampje doorslaat, in deze doorslag kan vervolgens de 250v condensator zijn energie kwijt en voila: een flits

Jij hebt zoals het hoort de schakeling gesloopt en gebruikt alleen het gedeelte dat de condensator oplaadt tot 250v. Als je een extra condensator parallel hebt gezet, is je batterij waarschijnlijk veel sneller leeg. Als het even niet lukt of als je matige resultaten hebt, ligt dat heel vaak aan een lege batterij.
Overigens kunnen veel flits schakelingen ook 3v aan (bij <1A uit de batterijen, anders heb je rook) en wordt de uitgang dan 300-400v, pas wel op dat je condensator dit aan kan en niet ontploft. Zelf heb ik nog nooit problemen gehad, maar ik ben wel altijd bedacht erop en zit niet met mijn snuffel in de buurt als het ding opgeladen is.

Wat gebruik je als schakelaar? Ik raad je sterk aan om geen standaard schakelaar of knopje te gebruiken, deze hebben twee grote nadelen:
1. Niet veilig om aan te raken bij hoge voltages
2. Veel weerstand waardoor ze vastsmelten en geen grote stroom toelaten
De meest simpele oplossing is gewoon twee stukken koper die je met een hamer op elkaar mept, dit lijkt amateuristisch maar wordt bijvoorbeeld ook gebruikt bij dit meesterlijke apparaat:

Hier een afbeelding van het stuk koper dat de schakelaar is: http://coilgun.info/discovery/images/DSC00803.jpg


Verder heb ik helaas nog steeds geen tijd gehad om mijn simulatie code/model bij te werken of verder te testen. Ik ben wel bijna klaar met een snelheidsmeter (schema en code post ik wel).

[Verwijderd]

Sibylle schreef op dinsdag 08 februari 2011 @ 22:13:
[...]


Wat gebruik je als schakelaar? Ik raad je sterk aan om geen standaard schakelaar of knopje te gebruiken, deze hebben twee grote nadelen:
1. Niet veilig om aan te raken bij hoge voltages
2. Veel weerstand waardoor ze vastsmelten en geen grote stroom toelaten
De meest simpele oplossing is gewoon twee stukken koper die je met een hamer op elkaar mept, dit lijkt amateuristisch maar wordt bijvoorbeeld ook gebruikt bij dit meesterlijke apparaat:
[afbeelding]
Hier een afbeelding van het stuk koper dat de schakelaar is: http://coilgun.info/discovery/images/DSC00803.jpg


Verder heb ik helaas nog steeds geen tijd gehad om mijn simulatie code/model bij te werken of verder te testen. Ik ben wel bijna klaar met een snelheidsmeter (schema en code post ik wel).

Ik zag zo'n mechanische schakelaar ook al op barry's site. (http://www.coilgun.info/mark5/construction1.htm)
Hij geeft ook geen motivatie waarom hij plotseling de overstap maakt van de ouwe trouwe SCR's naar een koperen schakelaar. Het lijkt me dat je bij dit systeem veel meer verliezen krijgt dan met een SCR of iets dergelijks. Maar goed, een vonkenregen op zijn tijd is ook wel eens leuk

[Sibylle]

Verwijderd schreef op woensdag 09 februari 2011 @ 12:07:
[...]


Ik zag zo'n mechanische schakelaar ook al op barry's site. (http://www.coilgun.info/mark5/construction1.htm)
Hij geeft ook geen motivatie waarom hij plotseling de overstap maakt van de ouwe trouwe SCR's naar een koperen schakelaar. Het lijkt me dat je bij dit systeem veel meer verliezen krijgt dan met een SCR of iets dergelijks. Maar goed, een vonkenregen op zijn tijd is ook wel eens leuk

Hij doet het omdat het goedkoper en veiliger is dan een zware SCR. Als je enkele duizenden amperes wil schakelen heb je een flinke SCR nodig die een goed ontworpen triggering hebben etc. Dat wordt complex en duur, helemaal als je gaat experimenteren en de boel stuk kan gaan.

Bij een goed gemaakte koperen connector is er als het goed is geen bouncing (dus maakt goed contact), je hebt wel wat verliezen doordat er overslag plaatsvind als het koper bijna op zijn plek zit maar dat is minimaal omdat je de wig heel snel laat bewegen. In ieder geval niet veel groter dan verliezen in een SCR.

Die plaatjes van het grote kanon komen ook van coilgun.info (Kopje: Discovery)

[Sibylle]

Ik heb vandaag mijn projectje van de laatste weken afgerond: een snelheidsmeter.




Snelheid van één BB-gun:



Print:




Schema:



Er zitten nu helaas drie problemen in:
-Als ik dichtbij schiet met een CO2 of krachtige luchtbuks triggered de luchtstroom. Dan krijg ik dus de snelheid van de luchtstroom of combinatie van luchtstroom en kogeltje (~300m/s).
-Omdat de kogeltjes zo klein zijn triggeren ze niet altijd, soms alleen één poortje. Ik moet in de software nog wat wijzigen zodat hij dat meldt.
Voor grotere objecten werkt het perfect 100% van de tijd, business kaartjes gooien of dingen laten vallen etc. en na verloop van tijd andere projectielen ;-)

Ik heb geen DSO tot mijn beschikking, dus behalve wat mechanische truucjes zal ik dit apparaatje moeten gebruiken om de uiteindelijke snelheid/energie te bepalen.

[ Voor 5% gewijzigd door Sibylle op 11-02-2011 00:06 ]

[Verwijderd]

Hallo iedereen,
ik ben ook bezig met een coilgun voor mijn PWS.
Er zijn hier mensen op geweest die het over een circuit hadden uit een wegwerpcamera.
Ik heb zelf een paar wegwerpcamera's gekocht.. het circuit eruit gehaald, maar hier zaten geen mechanismen op om de condensator op te laden.
Heeft iemand een idee welke camera ik hier voor moet kopen, om dit wel te hebben?
Snel antwoord wordt zeer op prijs gesteld !

[Sibylle]

Verwijderd schreef op donderdag 24 februari 2011 @ 15:55:
Hallo iedereen,
ik ben ook bezig met een coilgun voor mijn PWS.
Er zijn hier mensen op geweest die het over een circuit hadden uit een wegwerpcamera.
Ik heb zelf een paar wegwerpcamera's gekocht.. het circuit eruit gehaald, maar hier zaten geen mechanismen op om de condensator op te laden.
Heeft iemand een idee welke camera ik hier voor moet kopen, om dit wel te hebben?
Snel antwoord wordt zeer op prijs gesteld !

Elke wegwerpcamera met flits moet voldoen, die flits werkt op hoog voltage. Maak eens een paar foto;s van de printplaatjes die erin zitten

[Verwijderd]

Leuke update. Gister me 3 hockey-puck SCR's binnen gekregen.Rated @ 800V met 500 AMP. Kan een piek hebben van ongeveer 5500A. Toch best netjes denk ik zelf. Ook nog een flinke bak met ijzervijlsel gevonden en een spoeldraad, dus ik denk dat ik eens ga testen.
Datasheet SCR: http://www.datasheets.org...ooks-5/Document23526.html

Leuke foto
http://img135.imageshack.us/img135/982/imag0137c.jpg

[Verwijderd]

Hallo,

Ik ga samen met een vriend een profielwerkstuk maken over een coilgun, alleen ik heb ff wat vragen:

1. Ik heb op marktplaats elco's gevonden van 470uF en 63V. Daarvan wilden we er 30 van kopen, dan komen we dus op 14100 uF. Is dat genoeg of heb ik meer nodig ?

2. Ik was op internet aan het zoeken voor goed spoeldraad, alleen dan kreeg ik namen als: Koperlakdraad 33m CUL 100/0,63. Ik snap dat CUL voor gelakt koperdraad staat en dat 0,63 staat voor de diameter. Alleen waar staat die 100 voor ??

[_ferry_]

Vraag 2 beantwoord google al als je op CUL 100/0,63 zoekt.
2e hit is namelijk een datasheet waarin 33m staat voor 33meter, 100 voor 100gram, en 0,63 voor 0,63mm.

Vraag 1 is dan weer een stukje berekening, maar als je zo dit topic bekijkt wat er aan uF waardes met bijbehorende voltages gepost wordt, dan kun je daar denk ik wel een conclusie uit trekken?

[Verwijderd]

Vraag 2
Ik had al gegoogled, alleen blijkbaar niet de goede zoektermen. Alleen ik snap nu dat dat het gewicht is, alleen per wat? Meter? en wat maakt het eigenlijk uit of het 100, 200 of 500 is??

Vraag 1
Ik had een foutje gemaakt bij de vorige, het had niet 1410 uF moeten zijn, maar 14100 xD

Na bereken ( wat ik al eerder had gedaan ) kom ik op 12,4279610175 Joule in de elco's. Dus met 1% efficiëntie en een projectiel van 5 gram kom ik op 7,05 m/s. Alleen dan vraag ik me af, is dat dan ook echt snel voor een mondings snelheid? en is 5 gram een realistische waarde ?

[ Voor 12% gewijzigd door Verwijderd op 03-05-2011 22:47 ]

[Verwijderd]

jongens,

1 gekke vraag, maar ik en een vriend zijn bezig met ons profielwerkstuk, en het is de bedoeling dat wij een coilgun gaan bouwen. alleen een beetje research op google heeft ons een hoop tekeningen van het circuit opgeleverd, maar ze begrijpen/er zelf een maken lukt ons niet... neem bijv. dit circuit:


waar is die scr 400v voor, en waarom die 9v batterij? we snappen d'r helemaal niks van, en ik dacht dat jullie misschien zo aardig zijn om 't te vertellen.

p.s., we hebben een klein beetje ervaring met een systeembord
p.p.s sorry voor het gebruiken van je schema, het was voor mij een duidelijke!

[Infant]

De SCR dient hier als de hoofd schakelaar: Die laat de stroom door de coil lopen.

De 9V batterij is in dit geval om door middel van een klein knopje een spanning op de SCR te zetten, waardoor hij gaat geleiden. De 9V hoeft niet per se uit een batterij te komen, maar dat had de tekenaar kennenlijk nog liggen.

[Verwijderd]

okee en qua condensator, wat is daar het handigst? (qua aantal volt en uf)

[Infant]

Dat zul je moeten uitrekenen, en hangt af van de spoel waarde.
Als je een te hoge capaciteit gebruikt en de SCR blijft open staan, dan trekt hij je projectiel weer terug.

[Verwijderd]

Jongens,

Wij hebben een vraagje hoe moeten we nou onze condensatoren opladen?
Wij hebben 5 condensatoren elk 10V en 10000 microF

wat moeten we nou als bron nemen en wat voor weerstand?
Op internet zijn allemaal verschillende formules te vinden maar die snappen wij niet echt....

Mark en Roland

[Kachelpijp]

Gebruik de formule voor de hoeveelheid energie die is opgeslagen in een condensator eens

C = de capaciteit van één condensator in Farad.
U(of V) = de spanning over de condensator in Volt.
E = de energie opgeslagen in de condensator in Joule.

Vul de formule in en vermenigvuldig de uitkomst met het aantal identieke condensatoren dat je gebruikt.

Gedaan? Denk dan eens na over hoeveel energie je dus beschikbaar hebt voor de coilgun en wat je dus kan verwachten m.b.t. het gedrag van het projectiel...

[Verwijderd]

Hartelijk dank voor je reactie,
we hebbe nu onze berekeningen gedaan, en gewoon als test een condensator aan 16 volt gelijkspanning aangesloten....ff een amperemeter bekijken gaf dat er 0.5 ampere door de condensator liep.

maar zodra we de losse condensator van de de stroombron afsluitten, maar deze condensator aansluiten op een spoel gaf geen resultaat? hoe kunnen we nou het beste onze condensatoren opladen?

[_ferry_]

Je laad een 10volt condensator met 16 volt?

Daarnaast is de laadkarakteristiek van zo'n condensator niet bepaald gelijk. In het begin is de laadstroom namelijk min of meer oneindig, en beperkt door je voeding. Dus meet je die 0,5A na een tijdje laden of vlak na het aansluiten? Uiteindelijk zal de laadstroom zeer klein zijn. Je zou een multimeter parallel op de condensator kunnen zetten, een weerstand en amperemeter in serie. zo kun je een beeld vormen van hoe een condensator laad.

[Kachelpijp]

En waren de uitkomsten van de berekeningen?

[Verwijderd]

Kachelpijp schreef op zondag 20 november 2011 @ 18:30:
En waren de uitkomsten van de berekeningen?

geen omdat ik nog steeds niet snap welke formule ik precies moet gebruiken.....
Ik ben echt een leek op dit gebied daarom stel ik elke hulp op prijs!
Wat voor een bron zouden we moeten gebruiken om de condensator op te laden?

hartelijk dank!

[ Voor 4% gewijzigd door Verwijderd op 20-11-2011 19:07 ]

[boazkl0p]

Ik quote uit de startpost:

De hoeveelheid energie in een condensator wordt met de volgende formule uitgedrukt:

E = 1/2CU^2

E = energie in Joules
C = capaciteit in farad
U = voltage

Dus de hoeveelheid energie = 1/2 * 10000 microF * 10 volt in het kwadraat

Je moet er even de juiste eenheden van maken (C moet worden uitgedrukt in farad), en dan weet je hoeveel joule je kan opslaan in je condensatoren.

Dan nog even het laatste: volgens mij mag/moet je een condensator niet opladen met een hoger voltage dan waar hij voor is geschikt.

//edit Je kan vrijwel iedere 10 volt gelijkstroom bron gebruiken om ze op te laden. Als je ze heel snel vol wilt hebben kan je een accu/batterij gebruiken. Die kunnen zeer hoge amperages leveren. (let op: wel een 10v accu!!!)

Maar bij gebruik van een accu in combinatie met een SCR let wel op:

-SCR/Thyristor: Kan extreme vermogens schakelenn (Ik heb ze van 15kA piek) Kan helaas niet dicht terwijl er stroom loopt dus niet geschikt voor grote caps - redelijk goedkoop (10-20 euro als je ze kan vinden op marktplaats). Niet geschik voor accus omdat ze niet dicht kunnen zonder dat je energie bron leeg is. De accu heeft teveel energie en heeft dus een andere schakelaar nodig.

Maar voor dit soort kleine hoeveelheden energie kan je volgens mij het beste een transistor gebruiken (is ook het goedkoopst)

[ Voor 43% gewijzigd door boazkl0p op 20-11-2011 19:29 ]

[wesleytjuh]

boazkl0p schreef op zondag 20 november 2011 @ 19:23:
Ik quote uit de startpost:

[...]


Dus de hoeveelheid energie = 1/2 * 10000 microF * 10 volt in het kwadraat

Je moet er even de juiste eenheden van maken (C moet worden uitgedrukt in farad), en dan weet je hoeveel joule je kan opslaan in je condensatoren.

Dan nog even het laatste: volgens mij mag/moet je een condensator niet opladen met een hoger voltage dan waar hij voor is geschikt.

//edit Je kan vrijwel iedere 10 volt gelijkstroom bron gebruiken om ze op te laden. Als je ze heel snel vol wilt hebben kan je een accu/batterij gebruiken. Die kunnen zeer hoge amperages leveren. (let op: wel een 10v accu!!!)

Maar bij gebruik van een accu in combinatie met een SCR let wel op:


[...]

Maar voor dit soort kleine hoeveelheden energie kan je volgens mij het beste een transistor gebruiken (is ook het goedkoopst)

Het beste is zelfs om niet precies op de gespecificeerde spanning te gaan zitten, maar zeg, 10-20% eronder. Elco's kunnen er inderdaad niet tegen als ze met een te hoge spanning worden geladen. Door er iets onder te zitten verleng je de levensduur wat, al hebben elco's met toepassingen als dit sowieso niet een al te lange levensduur .

Ik moet zeggen dat het bij mij ook steeds meer begint te kriebelen om weer verder te gaan met dit project, maar nu neig ik meer naar een ETG, toch maar eens in verdiepen binnenkort . Mijn laatste posts in dit topic dateren nog uit 2006 toen ik een jaar of 15 was, dus inmiddels moet ik al wel wat beters kunnen maken .

[ Voor 19% gewijzigd door wesleytjuh op 20-11-2011 23:00 ]

[SnerPower]

Hallo allemaal! Ook ik doe mijn pws over de coilgun. Ik heb bij mij thuis een aantal (6) condensatoren staan. Hierop staat vermeld:

S.L.C.E.
compact
6m8(M)160-
13,2 A 85C
554 LL
89245

Ik weet dat de condensatoren een capaciteit van 6800uf hebben en een spanning van 160v. Ik ben echter niet helemaal zeker waar de 13,2A voor staat. Ik hoop niet dat dit voor de maximale stroomsterkte staat. Zoja, zijn ze dan wel geschikt?? Ook zou ik niet weten hoe hoog de weerstand van de ´safety bleeder resistors´ moeten zijn. Daarnaast zie ik in sommige schema´s nog een weerstand parallel aan de spoel zitten en maken sommige gebruik van diodes in serie met deze weerstand en de ´bleeder resistors´. Ik weet echter niet hoe belangrijk deze onderdelen zijn. Ik wil het niet al te ingewikkeld maken (maar wil de condesatoren niet slopen), daarom vraag ik me af of deze toevoegingen echt nodig zijn.

[Kachelpijp]

@RS:

Hartelijk dank voor je reactie,
we hebbe nu onze berekeningen gedaan..

Versus:

[...]
geen omdat ik nog steeds niet snap welke formule ik precies moet gebruiken.....

Misschien dat het je met de extra uitleg inmiddels wel is gelukt, maar als deze simpele berekeningen al niet lukken moet je je toch even afvragen waar je mee bezig bent...

Je kan gewoon niet om een paar berekeningen/inschattingen heen voordat je aan experimenten begint. Als je voordat je begonnen was de energie in je condensatorbank had uitgerekend had je nu kunnen verklaren waarom het niet werkte.
Enehh 10V caps met 16V opladen getuigt ook niet echt van inzicht
----------------------------------
@SnerPower
Bleeders zijn weerstanden die parallel aan je caps komen te staan en zorgen ervoor dat er niet onbedoeld spanning over de caps blijft staan (ze ontladen immers niet vanzelf). Je zult ze dus echt nodig hebben. Wat de waarde betreft: iets van 10K volstaat wel (let wel op het vermogen dat de weerstand kan verstoken). Tevens zijn bleeders slechts een extra 'beveiliging', het correct ontladen van de condensatorbank na gebruik is nog steeds noodzakelijk!

De diodes die antiparallel staan aan je spoel&SCR(&caps) zijn de vrijloopdiodes. Die vangen de negatieve spanningspiek van de spoel op als die wordt uitgeschakeld. Vooral de caps en SCR worden niet vrolijk van die negatieve pieken.

Verder is 160Vmax niet niks, dus voorzichtigheid is geboden!

[SnerPower]

@Kachelpijp

Bedankt voor je uitleg!

@all

In dit schema (stond hierboven op dit forum) hebben ze alleen diodes om de spoel en de SCR geplaats (geen weerstand) en bij de caps alleen een weerstand (geen diode). Dus dit zou volstaan. Want in sommige schema's hebben ze overal zowel een weerstand als een diode!

Ik vraag me wel af of de condensator hier wel optimaal opgeladen wordt. Ik zou zeggen dat hij in dit schema wordt opgeladen tot 36*1,414 = 51V. Heeft iemand hier een verklaring voor?

[afbeelding]

Daarnaast is ook mijn vraag van de 13,2A nog niet beantwoord.

[Kachelpijp]

In principe kan je al af met alleen een diode over de spoel, maar aangezien de kosten van een diode veel lager liggen dan die van een goede SCR speelt men liever op veilig, en idem voor de caps. Houdt er wel rekening mee dat die diode(s) snel moeten zijn, dus een hoge di/dt en een lage recovery time. Ook moeten ze aardig wat piekvermogen kunnen hebben.

Over het opladen in dat schema: dat klopt. Als je de voltage drop over de diodes niet meeneemt klopt die 51V. Of ik er ook een verklaring voor heb? Niet echt. Het kan zijn dat de spanning over de caps voor de veiligheid laag is gehouden o.i.d.. Zolang de diodebrug, caps, vrijloopdiodes en SCR een hogere spanning aankunnen, is er niets dat je let om die te verhogen (veligheidsaspecten, doorslagspanning van de spoel/bekabeling en maximale spanning over je weerstanden daar gelaten).

Over die 13,2A kan ik niks zeggen, het kan een RMS waarde zijn, maximum, gemiddelde of toch een batchcode of zoiets. Over het algemeen kun je een condensator eenmalig best eventjes flink belasten, het zit hem vooral in de inwendige warmteontwikkeling dat ie het loodje legt.