Aktive Coilgun Theorie Sinnvoll oder nicht?

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Zero
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Re: Aktive Coilgun Theorie Sinnvoll oder nicht?

#46 Beitrag von Zero »

Ja, nur ist das nicht "ähnlich" der magnetischen Sättigung? Sonst würde ja eine Lage CuL reichen. Oder ein dünnes Rohr. Wenn man viel induzieren kann, braucht ja auch der Gegenpart eine gewisse....Aufnahmefähigkeit.
Weiss ich aber wirklich net genug drüber. Denk ich mir nur so. Unendlich klein darf die Menge an Cu ja nicht sein. Die Länge der Spulen bestimmt ja quasi den Schubweg. Aber ist da jetzt wenig Masse IMMER besser? Irgendwann bekommst
du da Plasma :p das weiss ich. Gab doch mal einen Russen, der so eine Plasmakanone entwickelt hat. Produziert einen 1m Plasmaring aus Aludraht.

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Re: Aktive Coilgun Theorie Sinnvoll oder nicht?

#47 Beitrag von Diodenbrätergerät »

Ähm, ja wie meinst du das mit Masse reduzieren? Mein Zielgewicht währe irgendwo zwischen 5 bis 10 gramm, darunter würde ich nicht gehen, das wird auch technisch schwierig.

Lass mich mal den Testaufbau zusammenfrickeln dann sehen wir was Sinn macht und was nicht.
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Zero
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Re: Aktive Coilgun Theorie Sinnvoll oder nicht?

#48 Beitrag von Zero »

Ich meinte jetzt beo so induktiven Aufbauten. Braucht es da auch irgendwann mehr Masse oder sollte man das Metall immer gering halten vom Anteil her?
Wäre jetzt eine dünnes Rohr 1mm IMMER geiler als 3mm Rohr gleicher Länge? Lassen sich doch nicht beliebig große Felder induzieren. Je nach Energiespeicher bzw V/A musste da irgendwann
auch mal aufstocken oder nicht?

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Re: Aktive Coilgun Theorie Sinnvoll oder nicht?

#49 Beitrag von Diodenbrätergerät »

Okay, schau mal auf die beiden Bilder:
1. Das ist die Spule seitlich und daneben nochmal frontal. In der Frontalen Ansicht siehst du den dunkeln Bereich, dort geht das Magnetfeld der Spule durch das Material wo es Induktion verursachen kann. Der Helle Bereich ist Plastik oder Luft, dort passiert nichts. Daher das Magnetfeld bleibt wirkungslos.
IMG_20210604_202314.jpg
2. Hier ist nochmal eine optimierte Variante, wie du siehst auf der Frontal Ansicht, es ist deutlich mehr Material da wo das Magnetfeld einen Strom induzieren kann. Mehr Induktion = Mehr Gegenmagnetfeld = Mehr Effizienz.
IMG_20210604_202319.jpg
Die Länge dieses Bereichs aus Alu oder Kupfer spielt hier weniger eine Rolle, ab einer gewissen dicke (Ich schätze mal 5mm) wirkt sich ein verlängern nicht mehr aus auf die Induktion.

Denk mal an einen Induktionsherd.

Wenn du eine Pfanne draufstellst, die nur halb so groß ist wie das Kochfeld, dauert es ewig bis sie warm wird. Wenn die Pfanne gleich groß ist wie das Kochfeld geht es extrem schnell. Der Boden der Pfanne ist gerademal ein paar mm dick aber dort wird bei einem Kochfeld gut 3kW induziert.

Ganz wichtig ist, du musst den Innenquerschnitt der Spule ausfüllen das ALLE Magnetfeldlinien durch das Aluteil müssen, Die Länge des Teils bestimmt welchen Innenwiederstand der Induzierte Strom sieht, daher ab einem gewissen Länge wird es mathematisch sinnlos mehr zu nutzen.

Also wenn ich richtig liege mit meiner Berechnung, müssten bis zu 60% Wirkungsgrad möglich sein. Ich kann mich aber auch irren.

(PS: Kann ich die Bilder irgendwie richtig drehen?)

PPS: GANZ WICHTIG: Wenn jetzt jemand das ganze ausprobiert und es stimmt was ich hier geschrieben habe, bitte stellt einen Wassereimer mit 20l hinter euren Projektilfang, Wenn das stimmt und jetzt einer auf die Idee kommt, ich nehm mal die 3kJ Powerbank und hau das auf das Projektil, dann kann das Löcher in Wände machen. Also bitte vorsicht! Wahrscheinlich lieg ich aber nicht vollständig richtig.
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Re: Aktive Coilgun Theorie Sinnvoll oder nicht?

#50 Beitrag von Zero »

Länge wär nur bei normalen Induktiven wichtig...da steht die Spule ja.

Bau doch mal was mit kleiner Energie und guck was geht.

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Re: Aktive Coilgun Theorie Sinnvoll oder nicht?

#51 Beitrag von Diodenbrätergerät »

Genau das hab ich gerade in Arbeit.
Dauert aber noch etwas, es sind noch komponenten auf dem Weg.
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Re: Aktive Coilgun Theorie Sinnvoll oder nicht?

#52 Beitrag von Diodenbrätergerät »

So nächste Woche kann ich mal einen 1 Stage Aufbau machen, dann kommt die Stromversorgung und die Schienen.

Die Lichtschranke zur Zeitmessung kann ich bis dahin fertig machen.
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Re: Aktive Coilgun Theorie Sinnvoll oder nicht?

#53 Beitrag von Zero »

Wir sind gespannt...

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Re: Aktive Coilgun Theorie Sinnvoll oder nicht?

#54 Beitrag von Diodenbrätergerät »

So ich hab heute mal die erste Messzelle aufgebaut für die Geschwindigkeitsmessung.
Testaufbau.JPG
Ich mag jetzt keine richtigen Bilder mehr machen, es ist 2 Uhr und ich bin müde.
Die beiden Teile nach den 3 Spulen sind Messzellen mit Lichtschranken. 1 davon hab ich fertig aufgebaut und eingestellt, die zweite wird morgen früh fertig auf dem Drucker sein.

Die Beschleunigungsstrecke dauert noch eine Weile, ich hab erst vor kurzem die PCBs bestellt mit den MOSFETs und die Bauteile dafür brauchen auch noch eine Weile bis sie hier sind.

So ähnlich nur angepasst wird dann auch der Aktive Demonstrator. Da muss ich aber noch die Spulenaufbauten usw. mit Haltern versehen. Da bin ich leider noch nicht so weit.

Ich hab aber noch einen Leistungsschütz hier liegen mit 10kA Kurzschlussstrom den kann ich zumindist für die Versuche mit nur 1 Spule nutzen.
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Re: Aktive Coilgun Theorie Sinnvoll oder nicht?

#55 Beitrag von Bastl_r »

Was hast Du denn für einen Schütz? 10kA ist ja kein Pappenstiel.

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Re: Aktive Coilgun Theorie Sinnvoll oder nicht?

#56 Beitrag von Diodenbrätergerät »

Ein gebrauchter Schütz zur Notabschaltung einer großen Industrieanlage mit mehreren Öfen usw. Den mussten wir tauschen, der alte wurde als Ersatzteil behalten, bis das neue Ersatzteil geliefert wurde.
Welches Modell kann ich dir nicht sagen, die Beschriftung ist nicht mehr lesbar.
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Re: Aktive Coilgun Theorie Sinnvoll oder nicht?

#57 Beitrag von Diodenbrätergerät »

So, das Speedmeter funktioniert, ich habs mit einer Luftpistole getestet, die Sensoren waren etwas frickelig einzustellen aber soweit passt es jetzt. Die Geschwindigkeit passt in etwa auch.
Das ganze geht soweit und ist testbereit.

Den Listungsschütz habe ich probiert dafür zu nutzen, aber am Oszi hat man gesehen das der Kontakt einige Male gesprungen ist. Ich muss mal schauen ob das gleichmäßig passiert oder ob das völlig ungleichmäßig passiert.

Ich werde das mal noch austesten, ob und wie gleichmäßig es ist, wenn es so wie vermutet relativ gleichmäßig ist, würde ich anfangen zu testen.

Die Induktive Variante ist vorbereitet und fertig zum testen. Die Aktive Variante ist noch am drucken. Das Material habe ich aber schon hier liegen.

Ich melde mich wieder wenn ich soweit bin, dann gibts auch Fotos.
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Re: Aktive Coilgun Theorie Sinnvoll oder nicht?

#58 Beitrag von Diodenbrätergerät »

Also, ich hab mal ein paar Ergebnisse:
Aufbau:
1 Stage 120 Windungen 1,0mm³ Draht mit 18mm Spulenlänge, 13mm Spuleninnendurchmesser und eng gewickelt
Kondensatorbank 32V @ 47mF => 30Joule gespeicherte Energie
Aluminium 10mm x 25mm Stück => ca 1mm bewegt per Induktion
Kupferrohr 10mm x 25mm 1mm Wandstärke => 0,1 bis 0,2mm bewegt
Stahlkugel 10mm => 2m geflogen aus 1m Tischhöhe (bester Versuch aus 10 bis 20 Versuchen, da hat das Timing gerade gepasst)

Getriggert habe ich das jetzt mal mit einem Relais, leider ist der Kontakt gesprungen, ich muss das mal mit den MOSFETs machen wenn sie da sind, ich warte immer noch darauf.
Die Geschwindigkeitsmessung hat nur bei der Stahlkugel etwas angezeigt, das lag aber bei 3m/s wobei ich das nicht unbedingt für realistisch halte.

Erkenntnis => Die Stahlkugel gewinnt soweit bei gleichem Aufbau, da die Induktion sehr hohe Spannungen erfordert werde ich das wohl nicht testen können.

Ich wickel mal noch die Spule um auf 30 Wicklungen x4 die auf einem Spulenkörper gewickelt sind, das sollte unter Umständen schon etwas ändern. Ein versuch ist es auf jedenfall wert.

PSS: Der Versuch mit der 4 Fach gewickelten Spule hat gezeigt das diese nicht gerade Effizienter wird, der Wurf weite wurde kürzer als bisher. An der Induktion hat sich aber nichts geändert. Daher Kupfer und Alu haben sich sogar weniger bewegt.
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Re: Aktive Coilgun Theorie Sinnvoll oder nicht?

#59 Beitrag von Zero »

32V? Zeig doch mal bitte ein Video damit ich entgültig weiss wie genau du dir das denkst.
Induktion macht doch bei so kleiner Voltzahl keinen Sinn. Und die Spule bewegen bei einer Reluktanzgeschichte eigentlich dann auch nicht...außer du ziehst die aktive Spule vor dem Projektil her.

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Re: Aktive Coilgun Theorie Sinnvoll oder nicht?

#60 Beitrag von Diodenbrätergerät »

Hi Zero,
ich kann dir erst am Mittwoch ein Video schicken, ich bin gerade bei meinem Schatz 800km weg von meiner Werkstatt.

Induktion ist zusammenhängend mit der Änderungsgeschwindigkeit des Magnetfelds. Wenn ich also eine sich sehr schnell änderndes Magnetfeld erreiche, erreiche ich auch eine entsprechende Induktion.
Soweit mal die Formel.
Ich habe bei meinem Aufbau die Spule auf einen kleinere Spannung optimiert, sodass ich eine schnelle Magnetfeldänderung bei großem Magnetfeld erreiche. Ich bin mir sicher das bei entsprechender Optimierung noch deutlich mehr möglich ist.

Ich zieh die aktive Spule natürlich nicht vor dem Projektil her, das macht ja keinen Sinn.
Die Spule ist Statisch, auf einem Aluprofil mit 2kg Gewicht montiert, da bewegt sich nix. das Alustück habe ich bis zur Hälfte in die Spule vorne hineingelegt. Das Kupferrohr genauso, die Stahlkugel dahinter.

Ich will nächste Woche wenn ich wieder daheim bin den Aufbau mit dem Mosfet machen, gib mir da mal noch bis zum Wochenende, dann krieg ich hoffentlich noch den Arduino drangeklemmt, dann gehts sogar programmiert und wiederholbar. Ich denke da ist noch einiges an Optimierungspotenzial zu holen. Bezüglich der Spule bin ich gerade Excel am Quälen, den vom Prinzip kann man die Spule auch noch ein ganzes Stück optimieren.

Am Anfang braucht die Spule garnicht so schnell sein, aber je mehr Spulen in der Beschleunigungsstrecke sind, desto schneller muss das Tau der Spule sein, sonst schaltet man sie schneller wieder ab als die Spule das volle Magnetfeld aufbauen und wieder abbauen kann. Daher ich versuch gerade die Spule zu optimieren, sodass sie sich im Falle der Induktion das Magnetfeld sehr schnell aufbauen kann (Magnetfeldänderung hoch) und im Falle der Reluktanz das man die Spule entsprechend schnell wieder abschalten kann, bevor sie das Eisenstück bremst.

Im besten Fall kriege ich eine Spule berechnet die man für alle Stages verwenden kann, das glaube ich aber nicht. Im schlechtesten Fall brauchts mehrere verschiedene Spulen damit das Tau und die Induktivität stimmt.

Grüße
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