Gaußkanone

Fachpraktikum

Die Lehrveranstaltung wird im Format des Flipped-Classroom gehalten. Videos und PDF-Dateien des Fachpraktikums finden Sie auf ILIAS. Das Material wird zu den angegebenen Zeiten mit den Studierenden in WebEx-Meetings besprochen. Bei jedem Meeting wird bekannt gegeben, welches Material die Studierenden bis zum nächsten Meeting durcharbeiten sollen. Während der Meetings wird den Studierenden die Möglichkeit geboten, Fragen zum behandelten Material zu stellen, um ihr Verständnis für das Thema zu vertiefen. Für jeden Studierenden werden individuelle Rechnerzugänge auf unseren Simulationsservern eingerichtet, damit die Übungen unter Verwendung von Simulationswerkzeugen durchgeführt werden können. Schließlich werden zusätzliche Tutorial-Videos auf ILIAS zur Verfügung gestellt.

Gaußkanone

Zusammenfassung

Eine Gauß-Kanone beschleunigt ein bewegliches, ferromagnetisches Objekt durch ein zeitlich veränderliches Magnetfeld. Im Gegensatz zu Motoren soll mit der Gauß-Kanone allerdings keine konstante Geschwindigkeit über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden, sondern eine möglichst hohe Beschleunigung in einem kurzen Zeitraum erreicht werden. Für eine möglichst hohe Beschleunigung werden Spulen mit einem kurzen, sehr hohen Strom aus einer Kondensatorentladung betrieben. Die Steuerung des Lade- und Entladevorganges des Kondensators wird durch Leistungshalbleitern und Steuerimpulse von einem Mikrocontroller realisiert.

Inhalt

Im Rahmen des Fachpraktikums soll die Leistungsplatine für die Gauß-Kanone entwickelt und simuliert werden. Die Leistungselektronik soll auf 4-Stufen ausgebaut werden.

Bei einer mehrstufigen Gausskanone wird ein Projektil durch das Magnetfeld mehrerer hintereinander geschalteter Spulen beschleunigt. Mit Lichtschranken wird die Geschwindigkeit des Projektils gemessen, um die Spulen rechtzeitig zünden zu können.

Der mechanische Teil des Aufbaus sowie die Steuerplatine mit einem Mikrocontroller ist vorgegeben.

Aufgabenstellung

  • Die Funktionsweise einer Gausskanone
  • Programmierung eines Mikrocontrollers
  • Entwicklung und Simulation der Leistungsplatine
  • Verbesserung des Wirkungsgrads der Gausskanone durch verschiedene Maßnahmen
  • Inbetriebnahme des Prototyps

Organisation

Ihre Ansprechpartner

Dieses Bild zeigt  Jens Anders
Prof. Dr.

Jens Anders

Institutsleiter

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