2단 전자기 코일건의 성능향상을 위한 연구 (Improving Performance of Two-Stage Coilgun)

서지정보

· 발행기관 : 한국자기학회
· 수록지 정보 : 한국자기학회지 / 30권 / 2호 / 46 ~ 52페이지
· 저자명 : 김선명, 김진호, 강석원

초록

본 논문에서는 코일의 권선수와 코일과 발사체간의 거리를 조절하여 코일건의 솔레노이드 코일을 최적설계하였으며, 발사체의물리적인 접촉으로 SCR 스위치를 작동시켜 2단코일에 전류를 흐르게 하는 방법을 사용하여 코일건의 성능을 향상하였다. 코일건에서 발사체의 속도는 여러 요인의 영향을 받는다. 캐패시터의 용량, 솔레노이드 코일의 감는 방식과 wire의 직경에 따라 주기가 달라지고, 충전전압, 캐패시터 방전시 코일과 발사체 간의 거리도 최종속도에 영향을 미친다. 발사체는 코일의 일정 부분을 지나면 Suction 현상으로 인해 발사 방향과는 역방향으로 힘을 받으며 속도가 감소하게 된다. 따라서 발사체가 최적의 속도를 갖기위해서는 위의 여러요소들을 조합해 최적값을 찾아내야 한다. 또한 다단코일건을 제작할 때 솔레노이드 코일의 방전 시점을 제어하는 것도 중요하다. 본문에서 적용한 방전방식은 이전의 센서를 이용한 방법보다 회로구성이 간단하고, 일반 스위치의 물리적인 접촉방법보다 스위치 작동에 필요한 토크가 적어 속도손실도 적으며 고전압을 사용하는 코일건 시스템을 안정적으로 작동시킬 수 있다는 이점이 있다. 전자기 해석 프로그램인 Maxwell을 이용하여 발사체의 속도를 계산하였고 이를 토대로 코일건과 SCR 방전회로에 대한 시제품을 제작하여 발사체의 속도를 측정해 보았다.

영어초록

This paper reports the optimize of solenoid coil in the coil gun by adjusting the winding number of coil and the distance between coil and projectile, and the performance of the coil gun was improved by using the method of operating the SCR switch with the physical contact of the projectile to flow the current to the two-stage coil. In the coil gun, the velocity of the projectile is influenced by several factors. Cycle changes according to the capacity of capacitor, the winding of the solenoid coil and diameter of wire. Distance between projectile and coil also influences the final velocity during capacitor discharge. When projectile passes a certain part of the coil, receives the force in the reverse direction due to the Suction phenomenon and the speed decreases. Therefore, in order for the projectile to have the optimal speed, it is necessary to combine the above elements to find the optimal value. It is also important to control the discharge time of the solenoid coil when making the multi stage coil. The discharge method applied in this research has a simple circuit configuration than the previous method using a sensor, and the speed loss is less than the physical contact method of the general switch because the torque required for the switch operation is low, and It has the advantage that the coil gun system using the high voltage can be operated stably. The velocity of the projectile was calculated using Maxwell, an electromagnetic analysis program, and based on this, a prototype for coil gun and SCR discharge circuit was produced to measure the velocity of the projectile.

참고자료

· 없음