Coil gun

COILGUN

1. The Coilgun
Vamos a examinar ahora el principio básico de funcionamiento de la coilgun. Un coilgun consta de dos partes que interactúan, la bobina y el proyectil. Supongamos que tenemos algo así como una corta varilla de hierro o de acero y colocarla al lado de la bobina, lo que ocurre?, La vara es atraído en la bobina. Esta atracción se produce porque la bobina magnetises lavarilla, de manera efectiva la creación de dos imanes. La varilla es magnetizado en el mismo sentido que la bobina de modo que el final de la varilla, que se enfrenta a la bobina "ve" una de las contrapartes polo. Independientemente de que la bobina final de la varilla se coloca, experimentarán una atracción desde la bobina siempre magnetise la varilla en el mismo sentido que su propio campomagnético. Sería otra historia si la vara era un imán. Si este fuera el caso, la dirección de las corrientes y de la orientación de la barra, bien podría dar lugar a una atracción o una repulsión Podemos observar esto en un poco más de detalle, considerando la interacción del flujo de la varilla y la corriente en la bobina. El siguiente diagrama muestra una bobina y varilla muy cerca. La varilla de losimanes es tal que "ve" el polo opuesto al que se enfrenta la bobina.
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Fig 1.1 Fig 1,1
Es casi imposible calcular un valor atractivo para la aplicación de la fuerza por la fuerza de la ecuación de la página anterior, la complejidad del proceso era muy posible que en el 'parque de pelota de valores', en el mejor. Habría demasiadas simplificaciones necesarias para obtener un valor exacto.Lo quetendría que hacer es integrar el valor obtenido de la fuerza elemental de cada parte de la bobina. Esto requeriría algunos estimación de la distribución de flujo que no es posible mediante la utilización de las matemáticas de análisis. Aquí es donde tenemos que recurrir a la solución numérica sobre el terreno programas como Quickfield o FEMM. Estos nos permiten determinar con precisión el flujo yla distribución de fuerzas en un sistema magnético.
Desgraciadamente las cosas no son tan simples. La solución para una situación hace caso omiso de un mecanismo muy importante de la electromagnética, es decir, la tensión inducida y actual. Como el proyectil se acelera en la bobina, el flujo aumenta la generación de una relación de tensión inducida en la bobina que se opone a la tensión dealimentación. Esta trata de reducir la actual bobina y el campo magnético que, a su vez, induce una tensión que trata de mantener la bobina actual. Como se puede ver, las cosas se vuelven un poco complicado. En muchos casos, el magnetostatic solución puede no ser un buen indicador del comportamiento dinámico. Una excepción a esto es la situación en la que la tensión inducida es pequeña en comparación conla tensión de alimentación, por ejemplo, un proyectil se desplazan lentamente. En este caso, en la actual sólo se afectó ligeramente. Esto significa que una serie de simulaciones magnetostatic podría utilizarse para producir una estimación aproximada de la velocidad de la boca. Un ejemplo de esta comparación se puede encontrar en la sección de resultados.
2. Simulación por elementos finitos dela fuerza -
Con el fin de obtener lo mejor de un coilgun es necesario comprender la forma en que la fuerza varía con la posición del proyectil en la bobina El gráfico de abajo ilustra la variación típica de la fuerza en una 'nariz redondeada' proyectil medición de 20mm de largo x 10mm de diámetro. La fuerza de la curva es casi simétrica, pero la asimetría de la proyectil significa que la fuerza sereduce a cero justo más allá del punto medio.
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Fig 2.1 Fig 2,1
La fuerza de la curva se traza a partir de una serie de 21 simulaciones con el proyectil incrementa en intervalos espaciados, con la bobina de densidad de corriente constante, celebrada en un conservador 50Amm -2.. Esta es la forma general de la curva de fuerza-desplazamiento, aunque habrá variaciones de la forma exacta...