.50 cal spolevapen (3 / 5 steg)
Steg 3: Design
En bank av 40 330v photoflash kondensatorer 100uF kapacitet används vilket ger en total energikapacitet på 217.8J:
E = 1/2 CV ^ 2
E = 1/2 * 4000 x 10 ^(-6) * 330 ^ 2
E = 217.8J
Byta
Enbart halvledar-switchar skulle fungera för detta projekt som alla andra växlar skulle båge. Jag levererades med en IGBT kan hantera upp till 1200V och 800A topp och en maximal full slå på och av tiden av 1300ns. Detta är tillräckligt snabb och kan hantera mycket mer volt än vad som behövs men strömmen är bara lagom. Växlar på upp till +/-20v.
Laddning
En 1.5V till 400 volts inverter ingår i kammaren att aktivera enheten som tas ut av AA-batterier men detta skulle vara långsam och skulle använda flera batterier per skott. Den huvudsakliga laddning kommer från hälften rättas till elnätet med en glödlampa som en laddning motstånd för att ge icke-linjära motstånd genom laddningen. UK elnätet är 240 v RMS, som när halva wave rättas med hjälp av en diod kommer ut på 336v. Min kondensatorer ladda upp till 330 volt så 336 är perfekt och elnätet tillåter mig att ladda banken billigt och snabbt i jämförelse med batteri lösningen. En resistor placerades över kondensatorn banken att långsamt att se till att det lämnas alltid oladdade.
Spänningen övervakning
En enkel voltmeter har monterats till Hagen så att spänningen över kondensatorn banken kan övervakas i realtid kontrollera laddningen staten och dubbelkolla förebygga överladdning.
Projektil dimensioner
Genom försök och misstag och parametern sveper hittat jag den optimala uppsättningen upp för flera olika diametrar av projektil. De viktiga resultat är nedan. alla var begränsad till ungefär 800Amps så min IGBT kunde hantera nuvarande.
6mm Diameter
Standard 6mm spolevapen med förutbestämda gränser från ovan skulle ge högst grov 33,5 m/s och 3.6J rörelseenergi på 15 lager av 14AWG 30 mm längd. Kondensator bank var så stort detta var tydligen för mycket makt att dumpa i en sådan liten projektil i ett steg. Projektil storleken var för liten och en större projektil behövdes. Simulering är nedan
10mm projektil
Med en 10mm projektil konstaterades att en 40mm längd spole skulle vara bästa använda 10 lager av tråd och producera 25,4 m/s men en mer rimlig 7.6J av rörelseenergi.
12mm projektil
Med hjälp av en 12mm projektil en optimal längd 45mm hittades med 9 lager av 14AWG. Detta gav en hastighet på 22,7 m/s och en rörelseenergi på 9.9J med en maximal ström på 811Amps.
15mm projektil
Med en 15mm projektil befanns en optimal inrätta vara 7 lager av 50mm längd 14AWG. Detta gav en hastighet på 16.65 m/s och en rörelseenergi på 9.15J. Detta var mindre än 12mm så den 12mm användes.