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レールガンコイルガン

1 :774ワット発電中さん:2006/01/29(日) 23:37:24 ID:Q6YrA+1R
ロボットアニメなどで聞いた事がありそうなあのレールガンを
ド派手に研究してみようとするスレ

最初はニカド電池で大電流を供給したがさらに大電流が必要に
なり、最終的に800V9mFのコンデンサで電力を供給することに
強烈な研究の結果はいかに

2 :774ワット発電中さん:2006/01/30(月) 00:00:58 ID:PzSjxCJm
>>1
研究するのは勝手だが、何を撃つかが問題。
エアガン関係でもう直ぐ規制が入るから、身の振り方は考えとけ。

3 :774ワット発電中さん:2006/01/30(月) 16:29:02 ID:ga1AcnrS
銃刀法的にはどうなんだっけ?規制の対象?

4 :774ワット発電中さん:2006/01/30(月) 17:25:52 ID:+Y7n93vY
>>1
電気が通るものなら何でも良し。
要は規制のかかっていないものを飛ばせばよいのである。
>>2
その研究の首謀者は詳しい人に聞いたみたいだが、今のところは
殺傷能力が無ければよいとのこと。

でも今のところ効率が悪いので、一番殺傷能力があるといえば800Vの電源かと

5 :774ワット発電中さん:2006/01/30(月) 22:47:56 ID:K7f/Bo1I
ちなみにレールガンというものは、磁界の中で導体に電流を流すと
力を受けることを利用したもので、理論上最も速い速度で弾を発射できる。
しかし、そのためには、ものすごく大きな電流、最低でも数キロAの電流が
必要になる。現在のところ、電流より、その制御方法が問題である。

なかなかうまく行かないので、首謀者のとは別にコイルガンを作ってみた。
こっちは、数10Aの電流で飛ばせるのでうまくいく可能性は高い。
しかし、数行上に書いた通り、理論上の最高速度が遅いのが欠点である。

6 :電脳師:2006/01/31(火) 09:53:16 ID:FiFEV12E
レール型じゃないけどソレノイドにAlの環を中程に通しておいて
一気に電流かけると環がフッ飛んでいく遊びをやりまくって
何mくらい昇るかやった。

いろいろやって行くうちに
かなりブッ太い鉄芯にゴツいコイル巻いてブ厚いAl環にしたら
床〜天井が楽勝になった。
あんな重い弾がすごい速さで反発されるから手をケガするくらい痛い思いしたことも‥

でも現状はAC100だ、しかし漏れも800VのCを持っている ( ̄ー ̄)ニヤリッ

これに対応するHのコイルに流せば‥ と計画したけど工房の末頃で受験だので立ち消えた、
もしそのジャマがなかったら犠牲が出ていたかも
(事実、その前のネタでは机の3cmもある板に刺さるくらいの威力の
弾を発射したり外に撃って200mも飛んで自己満足していた)


7 :774ワット発電中さん:2006/01/31(火) 17:18:40 ID:Mf9bxhuf
つ、強い、、、
ていうか怖えーーー

8 :振付師:2006/02/01(水) 05:53:45 ID:4EjH+QHW
アリエナイ理科ノ教科書

この本に作り方が載ってる。
それにしても実際に作った人の話はリアルすぎて怖い。

9 :774ワット発電中さん:2006/02/02(木) 22:30:22 ID:MejLt06Y
ちょっと前、コンデンサに500Vくらい蓄えた状態でショートさせてしまい
大変なことになってしまった。
ショートした地点はもちろん、それ以外の配線も負担の大きいところは蒸発した。
服には真鍮が溶けてかかった。一部は蒸着したようにも見える。
マジ死ぬかと思った。しかもそれが最大出力の30%、、、
まず、安全にする方法を考えないと。
皆さんは電気を使って実験していて危険な目に遭ったことはありませんか?

10 :774ワット発電中さん:2006/02/02(木) 22:50:03 ID:wSvod8BQ
スリーマイル島事故。チェルノブイリ事故。

11 :774ワット発電中さん:2006/02/03(金) 00:10:08 ID:wjLUiF1u
http://ruffnex.oc.to/poka2/main.html
コイルガンとか。

12 :774ワット発電中さん:2006/02/03(金) 04:12:56 ID:m0utpsmI
コナンの時計型麻酔銃作りたいけどどうすりゃいい?

13 :774ワット発電中さん:2006/02/03(金) 07:24:16 ID:EUVhxtE/
あの大きさにするなら、普通の火薬の爆発力で加速
問題は発射装置より、仕込む睡眠薬かと

14 :774ワット発電中さん:2006/02/03(金) 16:23:00 ID:m0utpsmI
睡眠か!
てかあのプシュって音は圧縮した気体かな?

15 :774ワット発電中さん:2006/02/04(土) 22:32:44 ID:nYSYjYyf
電気の力で弾を発射するといえば、
水を電気分解した水素、酸素混合気を反応させてガス圧で弾を飛ばすのは?反則?

16 :電脳師:2006/02/05(日) 14:50:33 ID:KY1a4eRl
電磁力って乾電池一個の磁力でも
http://science4.2ch.net/test/read.cgi/denki/1138342595/
みたいな構成だととてつもない推進力が得られる。

磁気回路のギャップって隙間の自乗の逆数の力がかかるんじゃなかったっけ?
例えばNd磁石を鉄にすれすれの所に近付けるとかなりの吸引力がある。

その超強力なとこは僅かしかないけど、
何らかの構成にしていくらかの加速距離を取れるようにしたとすると
ブラックホール的な引力で加速されることになる。

実際、KW級のモーターを無負荷で起動すると瞬時に回転子は定格の回転をする。
でも回転子の回転エネルギーを弾丸の質量に換算した運動に変換すると
発砲したエネルギーくらいある。

ヨークで瞬時にそれだけの運動エネルギーを誘導されたことになる。

100%近い効率で10gの弾状のを音速に誘導したら理論上では‥

1/2 * 0.01 * 360^2 ジュールか?
それを我々が親しみやすい何μFに何V充電したエネルギーに等価かの換算をすると
たいしたことないCに普通に充電したくらいのエネルギーのような‥

弾丸のその648JをQに変換するにはどうやったっけ?


17 :774ワット発電中さん:2006/02/05(日) 16:13:14 ID:xnQIGqAo
コイルのインダクタンスがあまり大きいと十分な電流が流れるのに時間がかかってしまう
ので、高速で制御が必要なこの実験では厳しいかもしれない。

今回の実験で使うコンデンサは容量が2.88kJあるから、瞬間的に半分くらい
放電できるとすれば効率40%で音速突破!!って相当厳しいぞ

Qに変換する式は確か Q=1/2XCXV^2

18 :774ワット発電中さん:2006/02/05(日) 18:00:05 ID:hekz/SQl
この手のは海外が元気だな。
http://www.coilgun.eclipse.co.uk/
http://www.oz.net/%7Ecoilgun/home.htm
あたりが代表的なサイトかと。

19 :774ワット発電中さん:2006/02/05(日) 18:02:40 ID:hekz/SQl
ちなみに、上記のサイトによれば、効率は3段加速で計10%ぐらいの模様。

20 :16:2006/02/05(日) 18:14:47 ID:KY1a4eRl
でも ( ̄ー ̄)ニヤリッ

弾丸にしてみよーっ

以前にレーザー兵器をチャリに装備してジャマな車の塗装焼いたが‥

21 :774ワット発電中さん:2006/02/05(日) 21:48:44 ID:BR6FSev1
マガジンに単三電池が入っていて1発撃つ度に電池を薬莢のように排出するタイプのレールガンがいい

22 :20:2006/02/05(日) 22:03:16 ID:KY1a4eRl
>16 >17
みたいな理論値で使い捨てカメラのCのエネルギーで
ビービー弾を加速したらかなりになるかも?

計算せよ、但し効率40%とする。

23 :774ワット発電中さん:2006/02/06(月) 13:05:57 ID:Pup5WXNw
規制来た。
準空気銃とみなされた場合、一年以下の懲役または三十万円以下の罰金。

ttp://www.tokyo-np.co.jp/00/sya/20060206/mng_____sya_____003.shtml

24 :774ワット発電中さん:2006/02/06(月) 22:21:31 ID:42UeEz+y
まぁ、ある意味金属の弾丸しか発射できねーしなぁ・・w

25 :774ワット発電中さん:2006/02/06(月) 22:26:07 ID:T6Czl5x/
>>23
コイルガンは全く別物だろうが。
エアガンが規制されてもボーガンやスリングショットは野放しだろ??

26 :774ワット発電中さん:2006/02/06(月) 22:40:57 ID:BYNvj7BJ
レールガンに金属製の弾を使わない方法としては
導電性ポリマーとか融解した塩化ナトリウムなどのイオン結晶
コイルガンは鉄の弾を別のプラスチックの弾などに発射直前に
ぶつけて射出すればいいんでない?
その後鉄の弾にブレーキをかける手間が増えるけど。

27 :774ワット発電中さん:2006/02/06(月) 22:47:10 ID:V2k7pqGc
>>22
使い捨てカメラのコンデンサって容量と耐電圧はどれくらい?

28 :774ワット発電中さん:2006/02/07(火) 00:19:21 ID:PalFjGlb
何でそんな抜け道だらけの法律を作るんだろうな。
本体や弾体の材質、発射の方法その他一切を問わず、
一定以上の威力をもつことだけを条件に禁止すればいいものを。

29 :774ワット発電中さん:2006/02/07(火) 00:35:51 ID:YWXeen1c
>>22
効率40%なんて無理。別の手段で初期加速すればだいぶマシになるっぽいが。
また、小型フラッシュのコンデンサはせいぜい330uFぐらいだろうから、
300Vで充電しても15Jだ。まぁ、これだけあれば効率10%出れば自主規制された
エアガンぐらいの運動エネルギーになるがな。

しかし、そもそも普通のBB弾には磁性もないし導電性もないから、
コイルガンは吸引型も反発型も無理だろ。(w


ところで、コンデンサに蓄えられたエネルギーの式さえ知らず、調べることさえ
できないのがスレに混じってるようだが、リア厨か?
仮にリア厨でも別にかまわんとは思うが、書籍なりWebなりで調べるぐらい
した方がいろいろ面白いと思うぞ。

30 :774ワット発電中さん:2006/02/07(火) 00:41:02 ID:YWXeen1c
>>28
「威力」の定義はエネルギーか?
それだけだと、エアを使う釘打ち機とかまで対象に入ったりして、
例外規定が面倒だぞ。
実際に使われる可能性を考えれば、火薬を使う拳銃の類と
空気銃の類だけを規制しておきゃ十分でしょ。

31 :774ワット発電中さん:2006/02/07(火) 03:30:40 ID:5CSFeVXS
例外なんか簡単。
特殊法人でも作って認定させた機器のみ合法でよい。

32 :774ワット発電中さん:2006/02/07(火) 07:29:23 ID:5AZTkjEe
電源装置が10kgくらいあるんですけど、これでは持ち運びできません。

33 :774ワット発電中さん:2006/02/08(水) 05:46:21 ID:FYQjuc97
ヤマトの主砲は何 kg あった? 思い出せ。

34 :774ワット発電中さん:2006/02/09(木) 19:38:54 ID:2wnyLaBp
コイルガン20Jで発射実験に成功!!しかし効率はめちゃ悪い。
好効率化はマイコン制御にかけるしかないと思われる。
しかし、私は工房なんで期末考査のため一週間ほど開発を中断します。

35 :774ワット発電中さん:2006/02/13(月) 01:30:42 ID:ZZgeMM/D
http://bbs5.cgiboy.com/p/25/00943/

この掲示板SUGEEEEEEE

36 :774ワット発電中さん:2006/02/15(水) 23:15:05 ID:ZGkJ7ySt
>>35
日本にもレールガンを作ってる香具師がいるとは…

37 :774ワット発電中さん:2006/02/15(水) 23:16:55 ID:ZGkJ7ySt
sage忘れスマソ

38 :774ワット発電中さん:2006/02/16(木) 22:55:08 ID:Sq861ZVf
研究が滞っていただけなのでsageなくていい。

そういえば、電解コンデンサってどのくらい耐電圧オーバーして大丈夫なんでしょうかね?
予備実験として、耐圧25V1000μFのコンデンサに35Vまで充電して放置したけど
変化はありませんでした。また、過去に、コンデンサに電圧を掛けすぎるといかに危険か
実験するため、耐圧6.3Vのやつに20V近くかけましたが外見には異常はなかったです。
ただ、壊れて再び使えはしませんでした。そして、逆電圧にはやはり弱いようです。
同じ6.3Vのコンデンサに−15Vをかけたら、
ぷしゅーという音と共に勢い良く中身が噴出しました。
エネルギーがかける電圧の2乗に比例するので限界ギリギリまで貯めたいです。

あと、コイルガンは2Jのエネルギーで発射に成功しました。
手動制御で効率は2%でした。マイコンを使い弾を軽くして4段階加速が成功
すれば、亜音速くらいはいけるかもしれません。



39 :774ワット発電中さん:2006/02/16(木) 23:35:13 ID:BQ+qCGDa
若松に71V56000uFとか売ってるけど使えんの?

40 :774ワット発電中さん:2006/02/17(金) 00:21:24 ID:QwZftLX9
耐圧オーバーとか無茶
初速には輪ゴム使え

41 :774ワット発電中さん:2006/02/17(金) 20:54:30 ID:wipKm5qf
>>39
1個で140Jですか。うまく制御すれば結構な威力になるでしょう。
効率10%で1gの弾を発射すればマッハ0.5程出ますね。
>>40
危険でない程度に耐圧オーバーしたいと思います。もちろん保証はされていませんが、
2割オーバーくらいなら問題ないと思います。
初速には輪ゴムですか。バネを考えていたのですがそちらも試してみます。

42 :774ワット発電中さん:2006/02/18(土) 12:02:50 ID:yq1PQ0Sn
規制規制って騒いでる奴がいるが、
実際のところつかまんねぇだろ

コンデンサだけ外しとけば威力はねぇし
バラしといてもだめっていうんなら、パワエレ全員たいほしなきゃならん




「それはただのコイルです」

43 :& ◆A7riKmEB72 :2006/02/20(月) 22:25:56 ID:XCHq4eMc
初速を出すためにエアガンの機構を使うってのは?


44 :774ワット発電中さん:2006/02/21(火) 12:46:39 ID:XGOBnh1r
多段加速というとムカデ砲 (多薬室砲) を思い出す

45 :774ワット発電中さん:2006/02/21(火) 22:34:30 ID:WxHwfA/I
規制といえば、エアガンの方よりも、実は高圧電源の方が厳しかったりしませんか。

46 :774ワット発電中さん:2006/02/22(水) 00:37:23 ID:KtmyJuWc
>45
高電圧といったら雷さん。大きな被害を及ぼす雷さんを規制してくださいな。

47 :774ワット発電中さん:2006/02/22(水) 00:45:29 ID:47eiqokz
高木ブーをウクレレ所持、未届けの高電圧源使用の容疑でタイーホします。

48 :774ワット発電中さん:2006/02/22(水) 05:37:19 ID:YhZoy6J9
http://www.chemi-con.co.jp/catalog_j/TECH_NOTE/al_5.html#5-5
勉強になるから全部読んでおくべし。

49 :774ワット発電中さん:2006/02/25(土) 16:24:12 ID:gL24WWXS
少し前、MOS−FETがコイルの逆起電力で逝きました。
高電圧大電流の制御にパワートランジスタを使うなんていうのはどう思いますか?
コイルの逆起電力を保護部分で吸収し切れなかったとき破壊されにくいと思いますが。
ちなみに、保護は、バックダイオードとセラミックコンデンサで行っているのですが
何かもっと良い手段はありませんか。


50 :774ワット発電中さん:2006/02/25(土) 17:20:29 ID:+EmRk56I
回路または部品の選定または実装が適切でない、に100ペセタ

51 :774ワット発電中さん:2006/02/25(土) 18:03:21 ID:2Rb4ZF2T
どんな MOSFET を使っているのかは知らないが、例えばこんなのがある。
ttp://www.semicon.toshiba.co.jp/td/ja/Transistor/Power_MOS_FET/20040726_2SK2866_datasheet.pdf
データシートを隅から隅まで読んでみたらいいと思うよ。

52 :774ワット発電中さん:2006/02/26(日) 09:14:43 ID:lTc3gD03
通販で買った耐圧900V耐電流DC8Aパルス24Aのものを4個並列にして
800V45Aのスイッチングをしたときに壊れました。
4段加速のうちのひとつだけが破損した(ひとつしか実験してない)ので
そのうち抵抗負荷で実験してみようと思います。それで正常に動作したら、
保護回路をいじってみようと思います。


53 :774ワット発電中さん:2006/02/26(日) 09:22:08 ID:fSYjW05F
単純な熱破壊 (たぶんこれではないだろう)、最大電圧・電流超過による破壊、
ASO 超過による破壊、電流バランス不良による破壊、このあたりを検討
してみるのがいいと思います。平均値だけでなく瞬時値も重要です。

54 :53:2006/02/26(日) 10:33:23 ID:fSYjW05F
追記: ゲートドライブ波形不適切による破壊も追加しておきます。

55 :53:2006/02/26(日) 12:15:00 ID:fSYjW05F
訂正:ゲートドライブ波形不適切による破壊 →
ゲートドライブ波形不適切による熱破壊

56 :774ワット発電中さん:2006/02/26(日) 19:08:25 ID:NyNyTryy
>>53
単純な熱破壊は、使用直後触れる程度の温度だったのでやはり違うと思います。
コイルを制御していたので、何処かで絶縁破壊していなければ電流の最大値は
問題無いはずです。
問題は瞬間的な電圧だと思います。
お手数をおかけしますが、適切なゲートドライブ波形を教えていただけると幸いです。


57 :774ワット発電中さん:2006/02/26(日) 22:10:41 ID:I/Fk8Idw
>>56
>使用直後触れる程度の温度・・
だとすると、過電圧か ASO 範囲を超えたかのどちらかが有力ですね。
過電圧吸収素子を使っていても、その応答速度が遅いと、役目を果たせません。

>適切なゲートドライブ波形・・
スイッチング周期によっても異なりますが、ゲートドライブ電圧
15% → 85%、85% → 15% の遷移時間が 1μs 内外あたりでしょうか。
(スイッチング周波数 30kHz とか 100kHz の場合)
もちろん電圧振幅は大きすぎず小さすぎず、とします。

立ち上がり・立下りが極端に遅いと損失が増加するし、ASO 範囲を超える可能性があります。
正確には瞬時 Vds, Id を測定して ASO 範囲を超えないか確かめ、また瞬時ドレイン損失を
計算して、これと過渡熱抵抗から瞬時内部温度上昇を推定します。

参考:
http://japan.renesas.com/fmwk.jsp?cnt=power_mosfet_common_item.htm&fp=/products/discrete/power_mosfet/&title=%E5%85%B1%E9%80%9A%E4%BA%8B%E9%A0%85

58 :774ワット発電中さん:2006/02/27(月) 07:42:59 ID:vSLUsfkX
ありがとうございます。過電圧吸収素子の応答速度がが遅いかもしれないので
確認してみます。波形も工夫してみます。

59 :774ワット発電中さん:2006/02/27(月) 17:19:44 ID:f/VOEIm5
>>58
失礼。用途から言って、間欠的に1サイクルのみ動作するのでしょうね。
ところで、ドライブする相手のコイルは 50μH, 50mΩくらいでしょうか?

OFF はするのですか? (積極的に OFF しなくても、キャパシターの電荷を放電し切って
しまえば、どうしようもなく電流 0 になるし〜)
OFF するとして、OFF 時のフライバックエネルギーは、全て過電圧吸収素子で
熱に変えているのですか?

60 :774ワット発電中さん:2006/02/27(月) 21:06:03 ID:cxQnsVAB
コイルは直流抵抗が17Ωでインダクタンスが20mH強だと思います。
(思いますというのは、LCR計が無くて、CDにサイン波500Hzを記録したものと
 アンプと交流電圧計、交流電流計を使って計算で求めているので不安があるのです)
OFFにはするつもりです。コイルのエネルギーは、ダイオードの順方向電圧から
考えてほとんどコイル内部で熱になると思います。



61 :774ワット発電中さん:2006/02/27(月) 21:45:31 ID:nWhUebXr
>>60
よくは知らないのですが、>>18 さん紹介のサイトをざっと見ると、もっと
低抵抗・低インダクタンス → 低い電源電圧を使っているように思えます。
だって、インダクタンスが大きいと、なかなか電流が増えない → なかなか
磁束が増えない。
ゆっくり加速するなんて、スレの意図に反するだろうし・・・ とても不思議です。

62 :天安門事件:2006/02/28(火) 00:06:32 ID:t87f5Sud
天安門事件テスト

63 :774ワット発電中さん:2006/02/28(火) 19:30:56 ID:80U+LNWc
>>59 >>60
なかなかおもしろそうな課題ですね。
ちょっと SPICE で電気回路部のみをシミュレートしてみました。
磁化された projectile がコイル内を動くと、それなりの起電力が発生するでしょう。
でもまずは、それは無視できるとしての話。
ttp://radio.s56.xrea.com/radio/src/radio0605.png

充電されたコンデンサの電荷をコイル+直列抵抗で放電させます。
目的から言って、ずっと SW を ON したままより、適当なところで OFF して、
磁束を 0 にしたほうが好都合だとしましょう。(グラフの I(L1) がコイル電流)

・D1 がないと、電源の電解 (たぶん) コンデンサーが逆方向に充電されてしまいます。
・D3 ツェナーダイオードを使わないと、SW を OFF した後も L1 コイル電流がダラダラと流れ続けます。
(D3 は本物のツェナーダイオードではなく、それと似て、同等の働きをする部品です。)

各部品の定数などは適当勝手に定めました。どうでしょうか。
>>60 さんは全然違った領域での話をしているんでしょうか?

64 :60:2006/02/28(火) 22:42:17 ID:lBdzIMP/
>>61
大丈夫。電源の電圧が高いから立ち上がりはいいし、磁束密度も2.5T程にはなる。
電流が少ない分は巻数でカバーできるし、抵抗が増えた分電圧をあげればよい。
つまり、IVを変えなければ出力はほとんど変わらない。
私が高電圧、小電流にしたいのは、制御部の発熱を減らしたいから。

65 :774ワット発電中さん:2006/02/28(火) 22:56:37 ID:P5yV2xVP
>>64
ありがとうございます。
なるほど、「高電圧、小電流」の方向で進みたいとの意味は了解しました。
結果をどんどん報告してください。楽しい・楽しくないヤツもゴッチャに
していいですよ。

66 :天安門事件 金大中事件:2006/03/02(木) 01:58:23 ID:AL7WEZzh
天安門事件 金大中事件

67 :774ワット発電中さん:2006/03/02(木) 22:25:07 ID:h/cgjOqc
もう少し SPICE で遊んでみました。但し飛翔体が動くことによって生じる
コイルの起電力と空気抵抗は無視しています。
ttp://radio.s56.xrea.com/radio/src/radio0607.png

適当なところで速やかにコイル電流を OFF しないと、せっかく得られた速度を
減らしてしまいます。この目的でコイルに逆電圧を印加しますが、SW 素子の
耐圧を超えるわけにはいきません。
試してみた限りでは、電源コンデンサーが放電して電圧が低くなる前に
コイル電流を速やかに OFF しようとすると、スナバー回路の電力消費がとても
大きくなってしまいます。
なお、使用した SW 素子の最大定格は尊重しています。(100V, 50A DC, 70A peak)

ノード電圧 V(a) は飛翔体の加速度の目安、V(v) は速度の目安、V(x) は位置で、
位置は -1 〜 0 〜 に正規化しています。(-1 が初期位置、0 がコイル中央)
.func fd(x) {-4.43717*x**3-10.20625*x**2-5.86907*x} は、コイル電流を一定に
保った場合の位置と加速力の関係を表す関数です。紹介された Web サイトの式を
参考にしました。位置は -1 〜 0 〜 に、力は 1.0 に正規化しています。
グラフに描くとこのようになります。ttp://radio.s56.xrea.com/radio/src/radio0608.png

ところどころに妙な数値定数が出てきますが、それをちょっと解説しておきます。
・B1 式中の 7.3e3 は飛翔体の加速されやすさの目安、つまり質量の逆数に比例します。
・B2, B3 式の sdt() は時間積分です。B3 に "-1" というのがくっついていますが、
これが飛翔体の初期位置です。
・B4 はコイル電流を OFF するタイミングを決めています。飛翔体の位置で判断
しています。"8" というのは MOSFET のゲートドライブ ON 電圧です。

68 :774ワット発電中さん:2006/03/03(金) 00:59:31 ID:nXOGoOsk
レールガンとは列車砲のことと思っていた小学生の頃・・・・

69 :774ワット発電中さん:2006/03/03(金) 17:31:44 ID:4yV+T1us
これなんてどうですか。サイズ・線径・シリーズ抵抗など、参考になりませんかね。
ttp://dp00000116.shop-pro.jp/?mode=cate&cbid=701&csid=1
慣れた方は電線屋さんで線材を買ってきて自分で巻くのだとは思いますが。

70 :774ワット発電中さん:2006/03/03(金) 21:29:29 ID:xH2XCBNU
インダクタンスが小さくて磁力が大きい部品を使えばいいのかね・・・
リニアモーターカーの液体窒素冷却コイルなんてのは?

71 :63,67:2006/03/04(土) 19:07:43 ID:57f6bAGw
性懲りもなく、コイルガン (一段) の SPICE シミュレーションをもう少し進めました。
スナバー回路の電力消費がバカにならないので、簡単な回生回路を加え、.meas(ure)
を使って結果の整理をしました。 ttp://radio.s56.xrea.com/radio/src/radio0613.png

トータル投入エネルギー 4.11J に対して、回生時に 0.448J が帰ってきています。
無視するのは惜しいです。
スイッチ素子の耐圧の範囲内でフライバック期間を短くすれば (V(d) クランプ電圧を
高くする) 少しは高能率になるのですが、この改善効果は飛翔体に与えられるエネルギー
に換算して 5% 程度と見積ることができました。

前回と異なって、今回は加速力が最大になる位置からコイルの中心までの距離を 1.0
に正規化しています。位置 V(x) が正の領域も正しく扱うように修正しました。
主 SW を OFF するタイミングを決める方法を、もう少し賢くしました。現実に使うのは
無理としても、シミュレーションの作業能率が大幅に向上します。
(具体的には {L*I(L1)/vzp} + limit(V(x)/V(v),-3e-3,0) >= 0 式のことです)

電子回路のみならず、物体の加速などという運動学の側面もシミュレートできる点に興味
を持ったので、ついついのめりこんでしまいました。そろそろいいかげんにしときます。

72 :71:2006/03/04(土) 23:03:35 ID:57f6bAGw
追記。ちょっと不親切かな。 ttp://radio.s56.xrea.com/radio/src/radio0613.png で
書いておいた fd(x) をグラフに描くと下記のようになります。
ttp://radio.s56.xrea.com/radio/src/radio0614.png

73 :774ワット発電中さん:2006/03/10(金) 20:56:48 ID:uoK/sYr9
思うに変わった回路を使わずに、バックダイオードを使えばいいのでは?
そうすれば電源を切ってもしばらくの間コイルに電流が流れ続けるのでは
ないでしょうか。

74 :71:2006/03/10(金) 22:08:05 ID:mylm2avR
>>73
>・・電源を切ってもしばらくの間コイルに電流が流れ続ける

それが困るんですよ。その頃には飛翔体はコイル幅 (径でなく厚み) の中心を超えて
先に行っています。その頃にコイルに電流が流れ続けていると、飛翔体を引き戻す力が
働きます。そんなことでは、せっかく獲得した速度を小さくしてしまいます。

わざわざ飛翔体の位置と加速力の関係を表す近似関数まで持ち出してシミュレーション
をしたのは、飛翔体を引き戻す効果がどれほどのものになるか、見積もるためです。
条件にもよりますが、試した限りでは 10% とか 30% とかの引き戻し効果、つまり
飛翔体の速度低下が認められました。
(詳しい数値は記憶していません。それではダメだと知って・思っていたから。
必要ならもう一度シミュレートして、計算結果を報告しますよ。)

もうひとつ、コイルに並列に接続したバックダイオードでは、コイルに蓄えられた
エネルギーを回収すること (回生) ができません。エネルギー効率が悪くなるでしょう。

「簡単回路、能率はそこそこ」と割り切って考えれば、おっしゃる方法でもいいと思います。

75 :774ワット発電中さん:2006/03/11(土) 01:08:04 ID:8QdMeR8f
一円玉で車を切る

76 :774ワット発電中さん:2006/03/11(土) 17:08:59 ID:pCI09ifS
コイルガンの飛翔体の位置と加速力の関係を表す近似関数の話です。
>>73 さんがおっしゃるような、減速効果が無視できない領域も使うなら、もう少し
詳しく検討しておく必要がありそうです。

ttp://www.coilgun.eclipse.co.uk/coilgun_fundamentals_1.html
このページの Fig 3.1 で紹介されている3次関数について、f(0) > 0 です。
これは飛翔体の磁気的な中点でなしに、後端を測定しているためでしょう。
この関数を数学的に処理して f(0) = 0, f(-1) = 1, f'(-1) = 0 を満たすように
座標変換をして、さらに係数を適当に丸めると次のようになりました。
 fc(x) := -0.2479*x**3 - 1.496*x**2 - 2.248*x

x が -2.827 〜 0 の範囲を超えた領域は使えません。また、目的から言って原点に
対して対称でなくてはなりません。これらを盛り込むと次の fd(x) になります。
 .func fc(x) {-0.2479*x**3 - 1.496*x**2 - 2.248*x}
 .func fd(x) {-sgn(x)*fc(limit(-abs(x), -2.827, 0))} ; (limit() を追加した)

x が約 -2.6 〜 -2.7 より小さい、あるいは 2.6 〜 2.7 より大きい領域の値は
信用できませんが、そもそも絶対値が fd(±1) に比べて小さいので、それほど
悪さをすることはないでしょう。
(関数 fd(x) のグラフは前記 Web ページの Fig 2.1 のようになります。
但し xy 軸のスケールは異なります。)

コイルの径と長さ (巻き幅) の比や、外径・内径の比を変えると上記の関数は使え
ませんが、目安・叩き台としてなら十分役に立つでしょう。

77 :774ワット発電中さん:2006/03/11(土) 17:13:41 ID:pCI09ifS
↑ f'(-1) = 0 ってとても見にくいですね。f’(-1) = 0 です。
x = -1 のとき極大 (あるいは極小) 値をとる、ということ。

78 :774ワット発電中さん:2006/03/12(日) 01:19:23 ID:FbxNiO1V
>76 ですが、
>これは飛翔体の磁気的な中点でなしに、後端を測定しているためでしょう。
えっ〜と、「後端」ではなく「前端」の間違いでした。ごめんなさい。訂正します。

79 :774ワット発電中さん:2006/03/12(日) 02:31:58 ID:zW3c32r8
>>75
>一円玉で車を切る

言い方がむづかしすぎるなあ。

「車」って乗用車・ワゴン車・トラック・重機、はたまた建物 (コンクリート) かな。
エンジンカッターとかいう類ので、ちゃんと切れるよ。
でも、カットする「歯」は一円玉じゃない。一円玉s でも切れないわけではない。
どしてかな。なぜかな。

もっと平民にもわかりやすく表現してもらうわけにはいかないんでしょうか。
(きっと、漢詩なんかがお好きな人だろうと、推測しました。)

80 :774ワット発電中さん:2006/03/12(日) 13:03:06 ID:stSmpxLa
↑昔、紙や墨はとても高価な貴重品だった。それを思い出して考えてくれ。
ほかに、解釈違いとか言って、後からいくらでも言い繕えるという利点もあるね。

81 :774ワット発電中さん:2006/03/14(火) 22:39:24 ID:qBxd8S9t
言い繕って最終的には自転車くらいになるのがオチか。
とりあえず、硬貨を破壊したら犯罪だから気をつけてやろう。

82 :MIZUKI・s:2006/03/15(水) 00:51:00 ID:H+CCurzp
硬貨…壊すと犯罪なんだヽ(´ー`)ノ☆中学の頃…ヤスリで削って、珍しいお金として見せびらかしたな〜(>_<)(笑)

83 :電脳師:2006/03/15(水) 10:08:54 ID:TBfw71YN
バイトの時ある用途で水素が必要になってアルミと塩酸の企てをした。
その時プロデューサーが「昔そのアルミを1円玉でやって教育テレビで放映しようとしたら上司にどエラく怒られた」
と言っていた。

84 :774ワット発電中さん:2006/03/15(水) 20:02:20 ID:CeUL/Xiq
コイルガン関連の話で、磁気双極子が電磁コイルに引き付けられる力の計算を少しやってみました。
(ゆっくり動かして、渦電流などは無視しています。)
コイル内半径は a1、外半径は 2*a1 と決め付けました。コイル長は 2*b1 で、中心は原点 (0,0) です。

電流素片が座標位置 (b, a) にあって、それに引きつけられる磁気双極子の位置を
P(x, 0) とします。 P は常に x 軸上を動きます。(電流素片は x 軸を取り巻く円周上にあり、
それらを総計しなくてはなりません。この辺の説明は飛ばしています。)
力のベクトルの方向は (b-x, a)
その x 成分を1に正規化すると (b-x)/sqrt((b-x)^2 + a^2)

コイル電流を I、巻き数を N としたとき (k は適当な係数)、力の大きさは
k*I*N / d^2, d = sqrt((b-x)^2 + a^2)

よって磁気双極子に加わる加速力は (b-x)/sqrt((b-x)^2 + a^2)^3 に比例します。
このへんから数式処理プログラム (MAXIMA) の力を借りました。

f1(x,a,b) := (b-x)/sqrt((b-x)^2 + a^2)^3;
fortran(defint(f1(x,a,b),b,-b1,b1));
f2(x,a) := 1/SQRT(x**2+2*B1*x+B1**2+a**2)-1/SQRT(x**2-2*B1*x+B1**2+a**2);
fortran(defint(f2(x,a),a,a1,2*a1));
(b1 > 0 かつ a1 > 0 です)

f3(x,a,b) := asinh(2*a/sqrt(x**2+2*b*x+b**2))-asinh(a/sqrt(x**2+2*b*x+b**2))
-asinh(2*a/sqrt(x**2-2*b*x+b**2))+asinh(a/sqrt(x**2-2*b*x+b**2));
plot2d(f3(x,0.5,1),[x,-3,3]);

得られたグラフは、次のようになりました。
ttp://radio.s56.xrea.com/radio/src/radio0630.png
あまり自信が持てません。よろしく御批判のほど、お願いします。
(これに間違いがなければ、コイル径・巻き幅を変えても加速力のより正確な見積もりができます。)

85 :84:2006/03/15(水) 20:23:53 ID:CeUL/Xiq
追記。 ttp://www.coilgun.eclipse.co.uk/coilgun_fundamentals_1.html
などで紹介されている位置 vs 加速力のグラフは、もちろん飛翔体が体積を
持っていますね。それで結果の傾向が異なる面があるのでしょう。
(ごまかして、あともう一回積分すれば、なんとかなるかなぁ)

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