Главная » Статьи » Эксперименты » Система подачи

Последовательная подача

Здесь будет описано несложное устройство для последовательной электромагнитной подачи снарядов к ускоряющей части койлгана. Принцип действия такой подачи показан на рис.1.

Рис. 1. Принцип действия последовательной подачи.

Как видно, это не что иное, как линейный электродвигатель - создаваемая последовательностью катушек "бегущая волна" магнитного поля обеспечивает передвижение ферромагнитного сердечника (снаряда) в выбранном направлении.

На рисунке показана подача одного снаряда, но, если немного поразмыслить, то станет понятно, что система будет работать при любом количестве снарядов, расположенных в любом месте внутри цепочки подающих обмоток. Особенностью этого типа подачи является полное отсутствие каких-либо движущихся механических деталей и беззвучность работы. По сути, это маломощный койлган, питаемый не от традиционных конденсаторов, а напрямую от низковольтного источника (например, аккумуляторов).

  Целью эксперимента было установление конкретных значений токов, длительностей импульсов и электрической мощности, необходимых для функционирования подачи при различной ориентации в пространстве.

Для формирования управляющих сигналов правильнее всего было бы воспользоваться микроконтроллером, но я поступил проще, использовав ИС индикатора уровня LM3914. При подаче на вход линейно изменяющегося напряжения эта микросхема  формирует на своих выходах необходимую последовательность импульсов. Итоговая схема управляющей части показана на рис. 2, силовых платок - на рис. 3.

Рис. 2. Схема управляющей части системы подачи.

Рис. 3. Схема силовой части системы подачи.

 

Длительность импульсов регулируется потенциометром R5 на рис. 2, сила тока в подающих катушках - напряжением U2.

Коммутация катушек осуществляется силовыми ключами IRFZ44, которые вместе с дайверными контурами на транзисторах VT1 размещены на однотипных текстолитовых платках. Они отличаются только тем, что на половине плат разъем S1 размещен слева, на половине - справа, и при монтаже конструкции платы располагаются в шахматном порядке, что облегчает доступ к разъемам. Светодиоды HL1, HL2 служат для индикации состояния схемы (зеленый горит при подаче питания, красный - при активации конкретной "ступени"). 

На рис. 4 показан процесс сборки плат.

Рис. 4. Платы подающих катушек.

 

Подающие катушки намотаны эмалированным проводом 0.2 мм на стандартных каркасиках Б14, имеющих внутренний диаметр около 6 мм. Параметры катушек приведены в табл. 1. Каждая катушка приклеена на соответствующую плату, а сами платы размещены на двух отрезках резьбовой шпильки, через которые подается  «+» силового питания (U2) и «земля».

 

Параметр Значение
Длина, мм 5
Диаметр внутренний, мм 6,5
Диаметр наружный, мм 13
Количество витков 74..77
Индуктивность, мкГн 42,3.....42,9
Сопротивление, Ом 0,422.....0,423

Табл. 1. Параметры "втягивающих" катушек.

 

Всего было намотано 9 таких ступеней, что в сумме с зазорами между катушками и толщиной плат обеспечило длину участка подачи около 75 мм. Так как я использовал систему для подачи шариков 4,5 мм, то суммарная емкость «магазина» оказалась 17 шариков.

Тут следует заметить, что увеличение зазора между катушками увеличивает суммарную длину участка подачи, но снижает эффективность втягивания (т.е. требует большей мощности питания), поскольку между катушками поле быстро спадает.

Внешний вид получившейся системы показан на рис. 5 (больше фото здесь, видео - здесь). Для проверки работы подачи я вначале приклеил на последнюю плату постоянный магнит и посмотрел, как будет втягиваться шарик (вот видео, правда в нехорошем качестве – снимал с телефона). Параметры системы приведены в табл. 2.

Рис. 5. Внешний вид готовой системы подачи.

 

Пороговое напряжение втягивания

U2 пороговое, В

Длительность подачи шарика через всю систему

Т, сек

4.25 2.40
5.3 1.50
>6 0.82

Табл. 2. Зависимость порогового напряжения втягивания шарика в систему подачи от длительности втягивающего импульса (система в вертикальном положении).

 

На второй стадии эксперимента я попробовал смоделировать работу системы подачи в составе койлгана, где шарик после подачи «выдергивается» первой ступенью ускорения. Для этого была сконструирована небольшая дополнительная схемка (рис. 6), которую я прицепил вместо магнита. Для работы этого контура необходима подача высоковольтного питания (НV).

Рис. 6. "Вытягивающий" контур. По сигналу от 10 вывода ИС LM3914 канал зарядки конденсатора С1 через оптореле закрывается, а транзистор Т2 открывает тиристор Т1, формирующий импульс тока в "вытягивающей" катушке.

 

Работа системы подачи в этом режиме показана на видео ниже.

На этом эксперимент был закончен.

Как видно, компоненты на платах размещены достаточно свободно – их вполне можно «ужать» до размеров, позволяющих вставить такую подачу в стандартную оружейную рукоятку (особенно если использовать силовые ключи в SMD-корпусах – это вполне возможно, судя по величине тока, обеспечивающего работоспособность системы ).

Категория: Система подачи | Добавил: Eugen (01.12.2015)
Просмотров: 134 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]