Оружие будущего

Форум про оружие будущего
Текущее время: Сб май 27, 2017 1:36 am

Часовой пояс: UTC + 3 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 9 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Проект БУРР (только отчеты)
СообщениеДобавлено: Сб июл 02, 2011 10:30 pm 
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Чт июн 16, 2011 11:39 am
Сообщений: 554
Откуда: Украина, Киев
Внимание!!! Эта тема создана для только для отчета о проделаной работе. Пожелания, советы и все остальное просьба писать в соответствующих темах (катушки, снаряды, Рекуперация энергии пыщща и т.д., или создайте соответствующую тему). Здесь автор коментариев и ответов давать не будет.

Проект БУРР (Бездатчиковый Ускоритель Резонансно- Рекуперативный). Английский вариант BURR (перевод с английского - стоматологический бор).
Цель: реализовать на практике в ЭМУ три фишки о которые обсуждались многократно.
Сроки: 6 месяцев.
Техническая база: Осталось с прошлогодних экспериментов (см. фото):
1. микропроцессорный контроллер управления ступенями (пока только двумя)
2. хронограф
3. конденсаторы
4. два оптотиристора плюс еще два в запасе
5. дополнительно 19.06.2011 собран первый вариант 20 ваттного преобразвателя Вольдемара.
6. шунт для осцилографирования 60А/60мВ (нестандартный бо немецкий).


Что хочется получить в результате:
1. минимум 3 ступени для подтверждения работоспособности бездатчиковой схемы (уже есть прошлогодний положительный опыт. на старом форуме выкладывал результаты. ник ZVA ).
2. подтвердить роботоспособность резонансной схемы (что впрочем очевидно).
3. разработать и реализовать схемные решения для рекуперации энергии.
4. при положилетьных результатах по первым трем пунктам сделать микропроцессорную систему управления не только для управления тиристорами, но и преобразователями заряд/рекуперация непосредственно. Есть опыт работы с AT90PWM3.

Планируемые характеристики и параметры:
1. снаряд 6мм, длинна 15мм, вес 3гр.
2. катушки все одного размера: длинна 20мм, диаметр внутренний 8мм, внешний 30мм. отличаются только диаметром провода и числом витков.
3. распределение затрат энергии по ступеням 25, 50, 100, 200дж ....
4. конденсаторы на напряжение 350В для фотовспышек. Предпочел бы использовать пленочные на 1000В, но по определению все делается из остатков от предыдущих проектов и дополнительных финансовых затрат не предусматривается (что впрочем маловероятно).
5. скорости по ступеням 20, 30, 50, 70 м/сек ....
6. кпд по каждой ступени чуть больше 2%.

Срок большой из-за возможности выделять время на проект только по выходным. Но отчеты, хоть раз в неделю, буду пытаться делать.


Вложения:
all_old.JPG
all_old.JPG [ 64.21 KIB | Просмотров: 3503 ]

_________________
Нет ничего практичнее хорошей теории. (Кирхгоф)

"...создание сильного магнитного поля — это единственный, осуществляемый на
практике процесс, коэффициент полезного действия которого равен нулю; ..."
(Г. Кольм, А. Фримаи СИЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ)
Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Проект БУРР (только отчеты)
СообщениеДобавлено: Вс июл 10, 2011 2:59 pm 
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Чт июн 16, 2011 11:39 am
Сообщений: 554
Откуда: Украина, Киев
Отчет 1.
Резонансный ускоритель - в котором процесс разряда емкости, при уменьшении активных сопротивлений элементов до минимума, носит колебательный характер. Импульс разрядного тока имеет форму синусоидального полупериода. Цель получить в катушке импульс определенной длительности без применения специальных схем коммутации.
Вложение:
burr_1.JPG
burr_1.JPG [ 9.57 KIB | Просмотров: 3409 ]

Схема 1 обычный ЭМУ. Схема 2 резонансный. С электрической точки зрения они одинаковы, но во второй можно применить электролиты.
Недостаток второй схемы нужно два конденсатора и каждый удвоенной емкости. т.е. если в обычной схеме нужно конденсатор 500мкф, то в резонансной - два конденсатора по 1000мкФ. Для нормальной работы схемы в момент выстрела конденсатор С2 должен быть полностью разряжен. На вопрос куда и как его разряжать ответ: на конденсатор С1 (можно и на аккумуляторы но это двойное преобразование энергии и лишние потери да и процесс более длительный). Отсюда Рекуперативный.
Вложение:
burr_2.JPG
burr_2.JPG [ 15.23 KIB | Просмотров: 3409 ]

структурная схема одной ступени ЭМУ BURR.
Результаты за прошедшую неделю:
Удалось взять в аренду измеритель RLC. Измерены параметры конденсаторов(фото) у всех оказалось вместо 1000мкФ только 880, а вместо 1500мкФ - 1250.
Вложение:
cap1_cap2_izmerenie.JPG
cap1_cap2_izmerenie.JPG [ 22.86 KIB | Просмотров: 3409 ]

Для первой ступени намотаны несколько катушек и по результатам испытаний выбрана наилучшая. Катушки мотались бескаркасные.
Одновременно прошел проверку преобразователь вольдемара 12/350, схема оригинальная (оставлена часть схемы блокирующая работу преобразователя на 20мсек после разряда конденсаторов), перерасчитана под меньшую мощность и имеющиеся сердечники.
Сделана монтажная плата для сборки силовой части на 4 ступени и крепления для ствола.
Все фото будут в следующем сообщении.

_________________
Нет ничего практичнее хорошей теории. (Кирхгоф)

"...создание сильного магнитного поля — это единственный, осуществляемый на
практике процесс, коэффициент полезного действия которого равен нулю; ..."
(Г. Кольм, А. Фримаи СИЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ)


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Проект БУРР (только отчеты)
СообщениеДобавлено: Вс июл 10, 2011 11:02 pm 
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Чт июн 16, 2011 11:39 am
Сообщений: 554
Откуда: Украина, Киев
Отчет 1. продолжение
Для намотки катушек была сделана оправка. Проклеивались.
Вложение:
katuhi_opravka.JPG
katuhi_opravka.JPG [ 26.09 KIB | Просмотров: 3393 ]

Вольдемар.Особенность кольцевой сердечник и SMD компоненты.
Вложение:
voldemar_all.JPG
voldemar_all.JPG [ 30.35 KIB | Просмотров: 3393 ]

Монтажная плата с конденсаторами и тиристором 1 ступени.
Вложение:
sila_1stup_all.JPG
sila_1stup_all.JPG [ 27.6 KIB | Просмотров: 3393 ]

_________________
Нет ничего практичнее хорошей теории. (Кирхгоф)

"...создание сильного магнитного поля — это единственный, осуществляемый на
практике процесс, коэффициент полезного действия которого равен нулю; ..."
(Г. Кольм, А. Фримаи СИЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ)


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Проект БУРР (только отчеты)
СообщениеДобавлено: Вс июл 17, 2011 2:54 pm 
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Чт июн 16, 2011 11:39 am
Сообщений: 554
Откуда: Украина, Киев
Отчет 2.
Подготовлены снаряды (фото).
Вложение:
snaryd.JPG
snaryd.JPG [ 28.15 KIB | Просмотров: 3356 ]

К монтажной плате прилеплен хронограф, собраны две ступени ускорителя(фото).
Вложение:
sila_2stup.JPG
sila_2stup.JPG [ 54.49 KIB | Просмотров: 3356 ]

Дальше ступени собирать смысла нет, т.к. контроллер пока поддерживает управление только двумя ступенями.
Поэтому следующей задачей будет переделка контроллера для управления 4 тиристорами.
Естественно проверил две ступени.
Снаряд диам. 6 мм, длинна 15 мм, вес 3 гр.
Напряжение заряда 350 В.
Эквивалентная емкость 1 ступени - 440 мкФ (два последоватенльно по 880 мкФ), второй - 880 мкФ( последовательно паралельное соединение 4 конденсаторов).
Катушки: 1 ступень 220мкГ, 0.3 Ом, 2 ступень 110мкГ 0.18 Ом.
Результаты близко к ожидаемому: 18 м/сек и 36м/сек.
Затраты энергии по ступеням 27 и 54 дж соответственно.
Для примера показаны напряжения на конденсаторах первой ступени до выстрела и сразу после выстрела(фото).
Вложение:
напруга_до_и_после.JPG
напруга_до_и_после.JPG [ 32.76 KIB | Просмотров: 3356 ]

Емкости конденсаторов одинаковы 880 мкФ, энергия в первом конденсаторе до выстрела 54,8 дж.
Оставшаяся энергия после выстрела в обеих конденсаторах 27,9 дж.

_________________
Нет ничего практичнее хорошей теории. (Кирхгоф)

"...создание сильного магнитного поля — это единственный, осуществляемый на
практике процесс, коэффициент полезного действия которого равен нулю; ..."
(Г. Кольм, А. Фримаи СИЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ)


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Проект БУРР (только отчеты)
СообщениеДобавлено: Чт июл 21, 2011 9:26 pm 
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Чт июн 16, 2011 11:39 am
Сообщений: 554
Откуда: Украина, Киев
Отчет 3 ( вне очередной ).
Завтра утром уезжаю на недельку на море 8-) . Следующий отчет будет не раньше 5 августа.
Что сделано?

Собрал конденсаторы и тиристор третьей ступени на монтажной плате (фото). Конструкция получается достаточно прочной и жесткой, но проблема выпаять конденсатор. Выводы у конденсаторов жесткие, а теплоемкость у медных шинок большая.
Вложение:
sila_3stup.JPG
sila_3stup.JPG [ 49.46 KIB | Просмотров: 3318 ]

Никому не верю (даже себе), поэтому намотал пару катушек для второй ступени, одна коническая,
а вторая лицендратом. Буду пробовать. (фото)
Вложение:
katuhi_2stup_new.JPG
katuhi_2stup_new.JPG [ 31.66 KIB | Просмотров: 3318 ]

Для контроллера нарисована принципиальная схема (рис.). Программа будет писаться на С. Компилятор IAR.
Вложение:
control_1.JPG
control_1.JPG [ 107.14 KIB | Просмотров: 3318 ]

Все на первом этапе предельно просто. ЖКИ индикатор на SPI (задействуется мало выводов, это +), четыре ключа на полевиках для управления оптотиристорами (ток 0,5А), две кнопки для задания режимов, два оптрона для управления преобразователями заряда и рекуперации. Добавлять можно много всяких функций, но это в будущем.
На отдыхе прикину алгоритм. И по приезду, в первую очередь, буду делать плату контроллера и писать прогу.

_________________
Нет ничего практичнее хорошей теории. (Кирхгоф)

"...создание сильного магнитного поля — это единственный, осуществляемый на
практике процесс, коэффициент полезного действия которого равен нулю; ..."
(Г. Кольм, А. Фримаи СИЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ)


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Проект БУРР (только отчеты)
СообщениеДобавлено: Вс авг 07, 2011 9:48 am 
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Чт июн 16, 2011 11:39 am
Сообщений: 554
Откуда: Украина, Киев
Отчет 4.
Всем привет.
Неделя после морей выдалась не очень удачной. Случилось три разочарования.
Разочарование первое. У моего собранного на соплях хрона при скоростях больше 35 м/сек стал несрабатывать один из датчиков. Решил поменять дискретные пары ИК светодиод-фототранзистор, на готовые оптопары с открытым каналом от кингбрайт, пришлось ехать на радиорынок и потратить первые 1,5$ на этот проект. Потратил один вечер на замену оптопар. Все заработало.
Раз им занимался, несколько слов о особенностях конструкции хронографа:
Процессор АТмега88,
Индикатор TIC15,
Питание 3В ( две батарейки АА),
Одна кнопка пуск,
Два фотодатчика с расстоянием между ними 100мм.
Выключатель питания отсутствует.
Кнопка и фототранзисторы оптопар заведены на входы прерываний.
Программа написана на Си.
Алгоритм простой. При нажатии на кнопку контроллер просыпается, подает питание на светодиоды, ждет срабатывания датчиков, вычисляет скорость по времени их срабатывания, выдает на экран результат и засыпает. Если в течении 5 сек срабатываний датчиков не было он тоже засыпает. В режиме сна потребление 30 мкА ( в основном потребляет только индикатор), отображается последний результат.

Развел, вытравил и спаял дополнительную плату к контроллеру для управления 4 ступенями, зарядным и рекуперативным преобразователями ( фото ).
Вложение:
controller_3.JPG
controller_3.JPG [ 83.61 KIB | Просмотров: 3247 ]

Переписал программу для управления 4 ступенями. Получилось не очень удобно, т.к. использую только две кнопки для настройки параметров, но для первых опытов достаточно.
Програмно задается число ступеней в работе, длительность импульса управления оптотиристорами, времена задержек между ступенями. (Исходник приложен).
Вложение:
programs_1.rar [7.23 KIB]
Скачиваний: 127

Начал включать третью ступень и получил второе разочарование. Впаял неправильной полярностью разрядный диод и как следствие он сгорел и с ним еще один на второй ступени. Первые две сгоревшие детали в этом проекте (а я так горжусь прямизной рук :) ).
Тем не менее все три ступени заработали.


И тут меня постигло самое большое разачарование под номером три. Скорость после третьей ступени получилась меньше
ожидаемой. Результаты:
напруга 350В, снаряд 3 грамма,
1 ступень - эквивалентная емкость 440 мкф (27 Дж), скорость 18,9 м/сек.
2 ступень - эквивалентная емкость 880 мкф (54 Дж), скорость 36,5 м/сек.
3 ступень - эквивалентная емкость 1690 мкф (104 Дж), скорость 51,2 м/сек (а ожидалась 54 м/сек). (фото)
Вложение:
speed_2st_3st.JPG
speed_2st_3st.JPG [ 73.94 KIB | Просмотров: 3247 ]

Такие вот дела....

Ближайшие планы:
- попробовать пооптимизировать катушки и выйти на желаемую скорость.
- сделать второй вариант Вольдемара. Добавить в схему ограничение тока и управление от контроллера.
- подготовить медные шинки для монтажа 4 ступени.

_________________
Нет ничего практичнее хорошей теории. (Кирхгоф)

"...создание сильного магнитного поля — это единственный, осуществляемый на
практике процесс, коэффициент полезного действия которого равен нулю; ..."
(Г. Кольм, А. Фримаи СИЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ)


Последний раз редактировалось DANTIST Вс авг 14, 2011 11:19 pm, всего редактировалось 2 раз(а).

Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Проект БУРР (только отчеты)
СообщениеДобавлено: Вс авг 14, 2011 11:15 pm 
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Чт июн 16, 2011 11:39 am
Сообщений: 554
Откуда: Украина, Киев
Отчет 5.
Прошла еще одна неделя (проекту уже полтора месяца).
Что сделано:
Сделал второй вариант Вольдемара с ограничением тока.
Развел новую печатку, при этом немного подвигал детали чтобы уменьшить габариты платы. Довел до размеров спичечного коробка.
Намотал новые трансформаторы, спаял, наладил, работает. габариты 50х35х16мм.(фото)
Вложение:
voldemar_2.JPG
voldemar_2.JPG [ 72.61 KIB | Просмотров: 3209 ]

Много времени забрало изготовление медных шинок для четвертой ступени. Их почти столько же как и для трех предыдущих вместе взятых. Намотал катушку для четвертой ступени. Провод диаметром 1,8 мм, индуктивность 23 мкГ(фото).
Вложение:
sila_4stup_1.JPG
sila_4stup_1.JPG [ 37.39 KIB | Просмотров: 3209 ]

Частично смонтировал конденсаторы четвертой ступени на монтажной панели. Вес всех конденсаторов и катушек трех ступеней уже 2 кГ.(фото)
Вложение:
sila_4stup_2.JPG
sila_4stup_2.JPG [ 51.66 KIB | Просмотров: 3209 ]

Планы на следующую неделю:
- Собрать до конца и испытать 4 ступень.
- Добавить в программу контроллера управление Вольдемаром ( выключение перед выстрелом и включение после).
- Разработка рекуператора, схему принципиальную.

_________________
Нет ничего практичнее хорошей теории. (Кирхгоф)

"...создание сильного магнитного поля — это единственный, осуществляемый на
практике процесс, коэффициент полезного действия которого равен нулю; ..."
(Г. Кольм, А. Фримаи СИЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ)


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Проект БУРР (только отчеты)
СообщениеДобавлено: Вт авг 16, 2011 1:12 am 
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Чт июн 16, 2011 11:39 am
Сообщений: 554
Откуда: Украина, Киев
Отчет 6.
Понедельник оказался тяжелым днем. Утром я узнал, что в ближайшие 3-4 недели предстоит много работы. Заниматься проектом я не смогу. Но что бы остановить его хоть на каком то этапе сегодня вечером форсировано собрал и испытал 4 ступень. Результат, как ожидалось, не дотянул до желаемого, скорость всего 64 м/сек. (фото).
Вложение:
speed_4st.JPG
speed_4st.JPG [ 62.38 KIB | Просмотров: 3186 ]

На этом прощаюсь со всеми на месяц.
Удачи.

_________________
Нет ничего практичнее хорошей теории. (Кирхгоф)

"...создание сильного магнитного поля — это единственный, осуществляемый на
практике процесс, коэффициент полезного действия которого равен нулю; ..."
(Г. Кольм, А. Фримаи СИЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ)


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Проект БУРР (только отчеты)
СообщениеДобавлено: Пт фев 24, 2012 10:04 pm 
Аватар пользователя

Зарегистрирован: Чт июн 16, 2011 11:39 am
Сообщений: 554
Откуда: Украина, Киев
Отчет 7. ( от 24 октября ) востановленный почти дословно.

Привет, друзья!

Прошло много времени, проект потихоньку движется, пора и отчитаться.

Зарядное-рекуператор (рис.).
Вложение:
zarjdnoe_rekuperator.JPG
zarjdnoe_rekuperator.JPG [ 56.16 KIB | Просмотров: 2823 ]

Решил не заморачиваться и использовать в качестве рекуператора тот же обратноходовой преобразователь. Отличий два - первое он не имеет обратной связи и работает постоянно, второе - расчитан на максимальное входное напряжение 250В. Плату развел спаял, отладил отдельно зарядное, отдельно рекуператор(фото).
Вложение:
rekuperator2.JPG
rekuperator2.JPG [ 82.24 KIB | Просмотров: 2823 ]

Но когда все начал испытывать вместе уже на ускорителе, в спешке от нетерпения получить результат перепутал полярность подключения рекуператора и при первом же выстреле получил небольшой бдыщь, испарившиеся дорожки на плате и естественно - не работающую плату.
После этого наступила депресия и работу недели на полторы я забросил.
Работу продолжил с оптимизации катушек всех ступений. Танцы с бубном (в качестве бубна был ФЕММ) привели к тому, что первая ступень получила магнитопровод из стальных шайб по торцам катушек, все катушки стали меньше в диаметре и длиннее: внутренний диаметр 8мм,внешний диаметр 24мм, длинна 30мм. Результат приблизился к заявленному в 1 посте:
(вес снаряда все тот же 3гр.)
1 ступень - 24м/сек,
2 ступень - 41м/сек,
3 ступень - 57м/сек,
4 ступень - 70м/сек (фото).
Вложение:
speed_4st_new.JPG
speed_4st_new.JPG [ 77.39 KIB | Просмотров: 2823 ]

Сейчас плата рекуператора восстановлена и на следующей недели буду продолжать опыты с ней.
Из ближайших планов:
- снять осцилограммы токов всех ступеней без/со снарядом (для этого нужно еще сделать усилитель сигнала шунта),
- измерить реальный кпд зарядного преобразователя при работе на конденсаторную батарею.

_________________
Нет ничего практичнее хорошей теории. (Кирхгоф)

"...создание сильного магнитного поля — это единственный, осуществляемый на
практике процесс, коэффициент полезного действия которого равен нулю; ..."
(Г. Кольм, А. Фримаи СИЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ)


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 9 ] 

Часовой пояс: UTC + 3 часа


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:

 

Яндекс цитирования
Русская поддержка phpBB