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2006年12月15日(金) 17:24
レーザー基板を厚いホットボンドでアクリルブロックに接着。
絶縁と高さの確保である。切り取ったこの半端な基板に足を取り付けるのは難しい。
三端子レギュレーターにアルミ板の放熱版を取り付けなければならないと思っているが、延々と作業忘れ(汗)
手前に転がっているのは、光ファイバーアダプター。
内径2ミリの3ミリアルミパイプに、内径1ミリの銅パイプをハメ込み、1.1ミリのドリルでボアアップしたもの。
ドリル作業時の固定を正確に行うことで、ビット折れせず大量生産が可能となった。この8個も失敗無しで完成。4個は本体側の「銃眼」として使用し、残る4個は検出部分での光ファイバー先端固定に使う。
弾速測定器本体を格納するトーチカはアルミダイキャスト製の完全密閉型ボックス。そこに3ミリの穴を開けて、光ファイバーアダプターを挿入接着した。いずれも、光ファイバー通過用。
右の2つからレーザー光線が照射され、左の2つから光センサーへと引き込まれる。
要所に絶縁用ゴムを貼り付けたトーチカ内部に基板をセット。
PICと液晶ディスプレイが載ったメイン基板は足で取り付け、レーザー基板は両面テープだ。
独立した単三ニッケル水素電池4本ですべての電力をまかなう。
銃眼部分以外は全周囲完全に金属壁に囲まれる。
回生コイルガン
海外でも多段式コイルガンで10段越えるようなものは殆ど作られていないが、やはり段数を重ね過ぎると初速アップ→効率低下の罠があるせいだろう。投入リソースが報われなくなって来るのだ。小ジュール高効率コイルガン。多段式とするが4〜8段のそれほど多くない段数・・・そうなるとパーツ点数が減少し、以前はボツになったアイデアも復活する。
複雑になり過ぎるとして参考扱いのまま2ヶ月前に棚上げしたこの回路、再検討すると案外強烈かもしれないと気付いた。
電解コンデンサーなど極性のあるコンデンサーで、未使用エネルギーをまるごと回収出来る。昨日の単純LC共振とは異なり、回収後も極性が反転しないためそのまま継ぎ足し充電して次弾を撃てる。
D1とD2はIGBTの逆電流保護ダイオードであり、小型の品で大丈夫。大電流が流れるのはD3とD4の2カ所。現在の回路と同じである。IGBTが2つ必要となるが、ブレーキング抵抗は不用となる。
ハイサイドのIGBT1をドライブするのが面倒臭いだけだ。IGBTが2つというのも、20段や40段ではなく4〜8段ならそれほどイタくない。メリットは回生機能とノイズやサージの少なさ。特に後者はラジコン搭載を考えた場合に、大きい。
IGBT1とIGBT2はONもOFFも同時に行う。最初は両者OFFになっている。
両者ONにすると、コンデンサーが放電しコイルに電流が流れる。コンデンサーが空になった瞬間にIGBTをOFFにする。すると、コイルの電流はコンデンサーに回収される。コンデンサーが空になったことを検出するのが厄介だが、実は検出する必要がないと気付いた。IGBTをONにした後、適当な時間を置いてOFFにすれば良いのだ。どんなタイミングでOFFにしても、電解コンデンサーが逆極性に充電されることはない。OFFにした瞬間から、コイル電流は減少しコンデンサーがチャージされる。
更に、2つのIGBTをONにするタイミングがズレても支障がない。両者がONになって初めて電流は流れ始める。一方だけが先にOFFとなっても大丈夫。ONのままのIGBTとD3またはD4のどちらかでフライホイールが形成され、両者OFFになった段階で回生状態へと移行する。
複雑に見えて実際は非常にクレバーな回路だと思う。
コイル電流の変化をシミュレーションしてみた。黄色が現在のブレーキング回路。緑が回生回路。通電から200μ秒でIGBTをOFFにした場合である(ただし空撃ち)。
これを見る限り、充分ブレーキング型に対抗可能な性能が出せると思われる。
ブレーキング型はサージを発生させつつ電流を浪費し急減速させるが、電流が小さくなるとブレーキが効き難くなる。回生型はほとんどサージを発生させることなく電流をコンデンサーに回収する。最初は電流が余り減らないが最後のキレが良い。
↑これは、回生型でメインコンデンサーの電圧変化。200μ秒ではまだコンデンサーが空になり切っていないがほぼ空である。そこから回収され200V程度まで復活している。エネルギーからすると回収されたのは4割以下でしかない。しかし一般の電化製品なら思い切り「地球に優しい」と広告宣伝されるだろう (^_^;)
written by higashino [コイルガン] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]
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