TELKOM NIKA , Vol.11, No .3, Septembe r 2013, pp. 4 33~440   ISSN: 1693-6 930,  accredited  A  by DIKTI, De cree No: 58/DIK T I/Kep/2013   DOI :  10.12928/TELKOMNIKA.v11i3.1079    433      Re cei v ed Ma rch 2 0 , 2013;  Re vised June  19, 2013; Accepte d  Jul y  5 ,  2013   Resear ch of Driving Circuit in Coaxial Induction  Coilgun      Yadong Zha ng, Jiangjun  Ruan, Yuan chao Hu * , Ruohan Gong, Weijie Zhang, Kaipei Liu  Schoo l of Elect r ical En gin eeri ng, W uhan U n i v ersit y   Luo- jia-s han W u cha ng, W uha n, Hube i Provi n ce, P.R.Chin a   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : hu yua n ch ao3 211 @12 6 .com       A b st r a ct   Catu d a ya  mer upak an p e ra lat an p entin g d a l a m  pel unc ur kumpar an i nduk si koaksi al. Ko nfigur as i   rangk aia n  pe nge mudi  me mp en garu h i s e cara l a n g sun g  efisie nsi p e lu ncur ku mp aran. Maka la h in i     me mberik an  a nalis is ri nci te n t ang sif a t kons truksi ra n g ka ia n pe ng e m ud i b e rbas is su mbe r  kapas itor. T i g a   topologi dari rangk aian  pengem ud i dibandingkan,  m e liputi  rangk ai an osilas i ,  crow bar dan setengah  gel o m ba ng. H a l in i  me mbuktik an b ahw a r ang kaia n ya ng  me mi liki efisi ensi  yang le bih   ba ik   terga n tung   pa da   para m eter ri nci  perco ba an, te rutama res i sta n si crow bar.  R e sistor crow ba r tidak  hany a me ng atur  efis i ensi   sistem, t e tapi  j uga  ke naik a n   suhu  ku mp ara n . Day a   electr omag netik  (EM F )  ditera pkan  pad a armatur aka n   prob le m l a i n  y ang  me mp eng aruh i ko ndis i  l a yan an s i rkuit  pen ge mudi.  Ran g kai an  osi l asi  dan  crow ba r   sehar usnya  dit e rapk an p a d a  pel uncur k u mp aran i n d u ksi  si nkron d an tak- sinkro n. Ran g kaia n seten g a h   gel o m ba ng ka dan gkal a di gu naka n  dal a m  p e rcob aan. Me s k ipu n  efisie nsi  rangk aia n  sete nga h gel o m b a n g   sang at tingg i, kecepat an a r matur n ya re n dah.  Se bua h  rangk aia n  set eng ah g e lo mb ang i n d epe nd en   seder han a  diu s ulka n p ada   makal ah  ini. S e c a ra u m u m , sifa t kompreh ens if rangk ai an cr o w bar ad ala h  y ang   pali ng  praktis  pad a tig a  ra ng kain k has ters ebut. Si mp ul an nya,  maka la h i n i d a p a t me mberik an p e d o m an   praktis untuk r angk aia n  pe ng emud i .    Ke y w ords : EML, coil la unch e r, pow er supp ly, efficiency, crow bar, circuit       A b st r a ct   Pow e r supply i s  crucial eq uip m e n t in coaxi a l induc ti on co il lau n cher. Co nfi gurati on of the  drivin g   circuit directly   influ ences  the  efficiency  of th e coi l  l aunc her .T his pap er g i ves a  detai le d  ana lysis  of th e  prop erties  of th e dr ivin g c i rcuit  constructi on  b a sed  o n  th e ca pacitor  so urce.  T h ree  top o lo gi es of t he  drivi n g   circuit are co mpare d  incl ud ing  oscill ation, cro w bar and  h a lf- w ave circuits. It is proved that  w h ich circuit h a s   the b e tter effi ciency  de pen d s  on th e d e ta iled  p a ra meter s  of the  expe riment, esp e ci ally th e crow b a r   resistanc e. Crowbar resistor  regulates not  only efficiency of the syst em , but also tem perature rise of the  coil. El ectro m a gnetic forc e ( E MF) appl ied   on the  ar ma tu re w ill b e  a n o t her pro b l e m  w h ich infl ue nc es  service c ond iti on of th e driv i ng circ uits. Oscillati on  an d cr ow bar circu i ts shou ld  be a p p l ied to  both  of the   synchro nous  a nd asy n chro no us in ductio n  co il la unc hers, re spective ly. Half -w ave circuit is  seld o m  use d  i n   the exp e ri me nt. Althoug h effic i ency of the  hal f-w a ve circui t is very hig h , the  speed  of the a r matur e  is low .  A   simple  i nde pe n dent  ha lf-w ave circuit  is  pro p o sed  in  th is  p a per. In  ge ner al , the c o mpre he nsive  pro perty  of  crow bar circu i t is the  most pr actical  in th e t h ree ty pica l cir c uits. Conc lus i ons of th e  pap er cou l d  provi d e   gui del ines for p r actice.     Ke y w ords : EML, coil la unch e r, pow er supp ly, efficiency, crow bar, circuit        1.     Introduc tion   A coaxial  ind u ction  coil la uncher u s e t he L o re ntz  ( J × B ) fo rce to  accele rate  a  proje c til e   with a con d u c ting armatu re . Compa r ed  with conv e n tional we apo n, coil laun che r  has advanta ges  of high effici ency, low  co st, perfe ct control  p r op erty and wide  applicability [1]. At present,  impulse  capa citor i s   widely  use d  a s   storage p o wer  e quipme n t wh ose  ene rgy d ensity, si ze  a nd  weig ht determine wh ether coil laun che r  could be  u s ed or not. Dri v ing circuit configuration can   also influ e n c e the laun ch  efficiency, tempe r at ure rise an d su st ained  repetiti on rate di re ctly.  Ho wever,  pe ople  do  not p a y eno ugh  at tention to th e   re sea r ch of driving ci rcuit  than  fi re co n t rol  and  optimiza t ions [2]. So me a r ticle s   reach the   op posite  con c lu sion s  whi c h   puzzle d  a  lot  of  peopl e [3-5]. This pape r gives a detailed analy s i s   of the pro pertie s  of the driving ci rcuit  con s tru c tion  based on the  cap a cito r so u r ce.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 3,  September 20 13:  43 3 – 440   434 Gene rally  sp eaki ng, the r e  are three ty pical  dr ivin g  circuits that  have a pplied  to coil   laun che r  sy stem, inclu d ing  oscill ation ci rcuit, cro w ba r circuit a nd  half-wave ci rcuit, whi c h a r e   sho w n in Fig u re 1, wh ere,   L  is the self indu ctan ce of the coil;  R S ,  R C ,  R D  are re sista n ces of the  system, the coil, the cro w b a r re si stor respectively.              (a)   O scillation  cir c uit;            ( b ) Cr ow ba r  cir c uit;            ( c )  Half-wave cir c uit     Figure 1. Three typical driv ing circuit s       Oscillation  ci rcuit i s  a si mple RL C  ci rcuit  who s e  coil an d ca p a citor  suffers damped  oscillation  cu rrent (altern a ting current).  Cap a cito rs  keep s chargin g  and  disch a rging u n til ene rgy   exhausting which will  influ ence the  service lifetime  of  capacitor. Al ternating field in the bore  will  indu ce the  alt e rnatin g e ddy  cu rrent in th e armature  a nd p r op el the  arm a ture  out  of the b a rrel.  In  Figure 1(b ) , capa citor is sh orted by cro w ba r di ode  when it relea s es the ene rg y completely and   voltage falls t o  ze ro. And t hen, drivin g coil and the  crowb a r di ode  make  up a  RL circuit. Thu s , in  the cro w b a r  circuit, the cu rre nt and flux in the co il wi ll not chan ge  directio n. When coils of the  barrel a r e fed  in seq uen ce  by a set of ca pacito r  drive n  circuits, the  coil lau n che r  can  be seen  as  the cylin der reco nne ction  gun.  Cro w b a r circuit  co ul d  increa se  the  se rvice  life  of the  cap a ci tor  and  control th e flow of  current by  crowb a r resi stor  wh ich i s  wi dely  use d  not o n ly in coil l aun cher  but also i n  ra il launche r. If the RL C ci rcuit con nec t s   a diode i n  se ries, the  oscil l ation ci rcuit will  turn to be  half-wave ci rcuit as shown in Figu re  1(c).  T he capacitor will suff er  hi gh reverse   voltage after  discha rge. T h e ene rgy d e livered to th e  armatu re i s  v e ry limited  which  re sult in  less  use  in p r a c ti ce. But h a lf-wave  circuit  is very  us efu l  in some  sp ecial  situatio n, su ch  a s  the  resea r ch of sustain ed re pe tition launch.       2.    Comparison of Oscillation Circuit and Cro w bar Circuit  2.1. Simulation Models     With  reg a rd  to o scill ation  circuit  and   cro w ba r  circuit,  referen c e  [3] t houg ht that o scill ation   circuit gai n hi gher  efficien cy of energy transfo rmat io n and mu zzle velocity. In con t rast, refe ren c e   [4] arg ued  th at, unde r th e  sa me  co ndit i ons,  high er  efficien cy ca n be  a c hi eved  from  cro w bar  circuit  rathe r  t han  oscillatio n  ci rcuit. In o r der to ve rify  whi c h  circuit  is b e tter, a  si mple  singl e  st age   coil laun ch er is con s tru c t ed as Fig u re  2. To  fit  the actual op erational enviro n ment, the solid   aluminu m  cyli nder  arm a ture is a ssig ned  to an or igin a l  velocity of 50m/s. The  co pper  stra nd  coil  is po wered b y  different external  circuit s  whi c h  are sh own in Fi gure  1(a) a nd Fig u re 1 ( b). All the  driving  circuit s  have the  sa me ca pa citan c e (1.2 mF )  and initial voltage (6  kV ).  Th e re sist a n c e  of  the ci rcuit in clud es th ree   parts a s  follo ws:  system  resi stan ce  R S  of 10 m Ω  (i nclu de s internal  resi st an ce  of  t he ca pa cit o r ) ,  coil re si st an ce  R C  of 10  m Ω  an d cro w bar  re sista n ce  R D  (jus t relative   to cro w b a r  ci rcuit ) . No rmal ly ,  R S  and  R C  are the  sam e  and  R D  is t he majo r differen c e  betwe en  the two  circui ts whi c h i n flu ence the d o wntrend  of  the  cu rre nt. To rese arch the i n fluen ce of t he  c r ow ba r  br anc h   c i rc u i t,  R D  is cha nge d  from 0 to  100 m Ω   eve r y 25 m Ω . Th e  mo de ls  ar e   cal c ulate d  un der tra n si ent  solver i n  Ansoft Maxwell which h a s b e e n  widely u s ed  in coil lau n cher  s t udies  [6-8].          Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Re sea r ch of Dri v ing  Circui t in Coaxi a l Inductio n  Coilg un (Yad ong Z hang )  435 40 mm 30 mm 46 mm 50 mm Axis of symmetry A rmature Coi l     Figure 2. Geo m etry para m eters of  the  si ngle sta ge co il launcher      2.2. Simulati on Results    Simulation re sults of  the current  in  th e co il a nd  spe ed of the  armature  are shown in   Figure 3 an d Figure 4. It is sho w n that i n  a cr owba r circuit, current  and spee d wi ll decrea s e  wi th  the increa se  of the crowb a r re si stan ce.  The greater  the re sista n ce  is, the le ss the redu ctio n of   the spee d a n d  current  will  be. Fi gure 4  sh ows th at i f  crowb a r re sistan ce i s   sm all en ough,  the  muzzle  spe e d  and effici en cy of the cro w ba r ci rcui t will high er th an that of the  oscillation  circuit.  When there is no resi stor in the crowbar br anch,  the crowbar circuit will  gain the highest   effic i enc y .     Acco rdi ng to  the above  an alysis  re sult,  referen c e [3]  is mo re li kel y  to cho o se   a large  cro w b a r  re si stan ce in the  experime n t who s e  cu rre nt dampe d q u ickly and a r mature  suffered  great  breaki ng force. The efficien cy of  the crowbar circuit i s  less  than that of the oscillati on   circuit. In referen c e  [4], the cro w b a r  resi stan ce i s   0 whi c h  is  o ne of the  re aso n s  why t he  efficien cy of the crowbar  ci rcuit is hig h e r . A nother important rea s o n  is  t hat  coil resist a n c e   R C  is 0  in the simulati on, whi c h mig h t be unre a so nable in p r a c tice.     Thus, which circuit ha s the better effici ency dep end s on the deta iled paramete r s of the   experim ent, espe cially the  cro w b a r resi stance.       0. 00 0. 25 0. 50 0. 75 1. 00 1. 25 1. 50 1. 75 2. 00 Ti m e ( m s ) - 20. 00 - 10. 00 0. 00 10. 00 20. 00 30. 00 C u rre n t ( k A ) Cu r v e  I n f o o s c illa t i o n c r o w b ar  0 m oh m cro w b a r  2 5 m o h m cro w b a r  5 0 m o h m cro w b a r  7 5 m o h m c r o w b ar  1 0 0 m oh m     Figure 3. Current cu rve s  of t he different driving ci rcuit s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 3,  September 20 13:  43 3 – 440   436     Figure 4. Speed cu rves of t he  different d r iving ci rcuits      3.    Temperature Ri se an d Electroma gnetic For ce  of the Cir c uit    Beside s efficiency,  othe r importa nt  propertie s  sh o u ld  al so be con s id ere d , su ch  a s   temperature  rise an d ele c tromagn etic force.     3.1. Tempera t ure Ri se     Different topological structure  will influence t he temperature ri se  of the coil  greatl y  [6, 9].  Energy  store d  in th e  cap a c itor ( E C )  will  tran slate i n to mu zzl e  kin e tic e nergy ( E K ) the a r ma ture   gaine d and  heat en ergy  ( E R ) expended on the  resi stor. Assuming the  oscillation ci rcuit and  c r ow ba r   c i rc uit h a s  th e  s a me   E C  and  E K , and efficienci e s of the  two model s are eq ual. T he  energy dissip ated in the form of heat  E h   of the armatu re in ea ch se ction is give n by Equation 1 .     1 av hK av S EE S  (1)     Whe r e  S av  = ( S 0 + S 1 )/2 is the averag e sli p   in each se ction [10] .  Since the transit time of the projectile thr ough the barrel i s   only  a few  milliseconds, the  heat tran sfer into the surroundi ng sp ace is negligi b l e . Therefo r e,  the tempera t ure ri se of the  armatu re in a  sectio n co uld  be written a s  Equation 2.    1 h E cG  (2)     Whe r e,  c  an d  G  are the sp ecific h eat an d weig ht of the armatu re.   Due to the launcher  ha s the ability to  provide  magnetic  pressure to proj ectil e s  whi c h  results in nea r con s tant a c cele ration. An d  S av  in every sectio n is al most the sam e . Then,  θ     E h   E K . In  this case, the resi dual en ergy i s  co nsum e d  by the resi st ance of  the driving  circuit .   Tempe r atu r e  rise  of th e  coi l  is  determine d by th e  pe rcentage  of the  coil  re si stan ce i n  the  who l e   damping resi stance. In the oscillation  circuit, the  ratio of the energy loss  on the coil  will  not  cha nge  whi c h  could b e  writ ten as Equati on 3.    C osc i llation CS R R R  (3)     0. 0 0 0. 25 0. 50 0. 75 1. 00 1 . 25 1. 50 1 . 75 2. 00 Ti m e ( m s ) 50. 00 52. 50 55. 00 57. 50 60. 00 62. 50 65. 00 67. 50 S p eed ( m / s ) Cu r v e  I n f o o s c i ll a t io n cr o w b a r  0 m o h m cr o w b a r  2 5 m o h m cr o w b a r  5 0 m o h m cr o w b a r  7 5 m o h m c r o w b a r  10 0m o h m Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Re sea r ch of Dri v ing  Circui t in Coaxi a l Inductio n  Coilg un (Yad ong Z hang )  437 However, crowbar circuit   has no dist incti on to  oscillation  circuit until the capacitor  voltage de cre a se  to zero (at 0.38m s in t h is m odel ). T hen,  cro w b a r  resi stan ce   R D  will  replace the  sy st em  re si st anc e  R S   a nd dampin g  re si stan ce will   ch ange d  from ( R S  + R C ) to  ( R D  + R C ). T he  ratio  of energy lo ss on the coil could be  writte n as Equatio n  4.    C c r obar CD R R R  (4)     If  R D = R S , coils in the two driving  circuits  w ill have the same re si stance l o ss and  temperature rise.  And  η oscillation  =  η cro w bar .  If  R D  <  R S ,  η os cillation  <  η c r ow ba r , and vice versa.   Thus,  cro w ba r resi stor re g u lates  not o n l y effici ency  of the sy ste m , but tempe r ature of the   coil  will rise in the same time.   By the same  rea s on,  whe n   R C ,  R S  and  E C  of the two  system s a r e  equal, if  R D  =  R S , s o   doe s efficien cy of the two model s. In Fig.4, if  R D  =  R S  = 10 m Ω , the spee d of the cro w b a r ci rcuit  should  be equal to that  of  the  oscillation ci rcuit. In t h is  model, 10 m Ω  could  be see n  as  the   watershed of  the crowbar resi stor that  the effi ciency is almost the sam e  wit h  the oscillation  c i rc uit.    3.2. Electro magnetic Fo rce   Electrom agnetic force  (E MF) applied  on t he  armat u re will  be another questi on  which  influen ce service co nditio n  of the driving ci rcui ts. Just as  sh own  in Figure  5, EMF in crowba r  circuit will not oscillate which  is benefi c ial for adjusting the in teri or balli stics performance.  If  power  excitat i on of e a ch  st age i s   synchronized  with t he po sition  of  proj ectile, m agneti c  filed  will  be linked alo ng the barrel  which is wel l  kno w n  a s  synchrono us i ndu ction coil gun (o r cylin der  reconn ectio n  gun ). In co n t rast, o scill ation ci rcuit  will  results i n  oscill at ing axial EMF whi c h is  difficult to form a smooth  a c celerating fo rce  with  th e synchrono us  method  as  de scribe d ab ove. It  is bad for me cha n ical prop erties of the armatu re. But it does not alway s  do so . Based on th e   operation p r i n cipl e of the  straig ht line  motor, re searche r s ma ke  several o s cillat i ng current s  with  adjusting firi ng time to be  a multiphase (usua lly three multiphase) circ uit  whi c h will produce a   contin uou s traveling  wave  magn etic fie l d with  ce rtai n velo city. Magneti c  trave ling  wave  ca n   prop el the a r mature  smo o thly in the barrel whi c h i s  ca lled asyn ch ro nou s indu ctio n coil la un ch er.  Due  to  cu rre n t attenuatio n, efficien cy  of the  asyn chron o u s  in du ction  coil  lau n ch er is not   very  high except repla c e the ca pacito r  to pul sed alte rnato r  [11].        Figure 5. Force curve s  of t he different d r iving ci rcuits  0. 0 0 0. 50 1. 0 0 1 . 50 2. 00 2. 50 3. 0 0 Ti m e ( ms ) - 10. 00 10 . 0 0 30 . 0 0 50 . 0 0 70 . 0 0 90 . 0 0 F o r ce( k N ) Cu r v e  I n f o os c i l l a t i on cro w b a r  1 0 m o h m Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 3,  September 20 13:  43 3 – 440   438 4.    Half- w av e Circuit  4.1. Half-  w a v e  Circuit  As  sho w n i n   Figure 1 ( c), t he di ode  ma ke s the  ci rcui t to be  a h a lf wave  re ctifie r which  works ju st d u ring  the first half-pe riod   of the  o scill a t ion ci rcuit. The  curre n t flows  only in  a  dire ction until  zero. Great resi dual e nergy will be stored in the  ca pacito r  with n egative voltage.   Only part of energy of the capa citor i s   transfe rr ed to  the coil. Althoug h efficie n cy of the half- wave  ci rcuit i s  ve ry hig h ,  speed  of th e a r mature i s  ve ry low. It  coul d  also  be  se en  in Fi gu re  6  a n d   Figure 7. Sp e ed of th e h a lf-wave  ci rcuit  is the  lo we st  in the fo ur  ci rcuits.  Thu s , h a lf-wave  ci rcuit  is sel dom u s e d  in the experiment.           Figure. 6. Current cu rve s  of  the different driving ci rcuit s           Figure 7. Speed cu rves of t he  different d r iving ci rcuits      0. 0 0 0 . 25 0. 50 0. 7 5 1 . 00 1. 2 5 1. 5 0 1 . 75 2 . 00 Ti m e ( m s ) -2 0 . 0 0 -1 0 . 0 0 0. 0 0 10 . 0 0 20 . 0 0 30 . 0 0 C u rr ent ( kA ) Cu r v e  I n f o ha l f-w a v e o s c illa t i o n cro w b a r  1 0 m o h m c r o w b a r  10 0m o h m 0. 0 0 0. 25 0 . 50 0 . 75 1 . 00 1. 2 5 1. 50 1 . 75 2 . 00 Ti m e ( m s ) 50 . 0 0 52 . 0 0 54 . 0 0 56 . 0 0 58 . 0 0 60 . 0 0 62 . 0 0 64 . 0 0 66 . 0 0 Sp e e d( m / s ) Cu r v e  I n f o ha l f-w a v e os c i l l a t i o n cro w b a r  1 0 m o h m c r o w b a r  10 0m o h m Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Re sea r ch of Dri v ing  Circui t in Coaxi a l Inductio n  Coilg un (Yad ong Z hang )  439 4.2. Sustaine d Firing Mission  Ho wever, i n   recent yea r s,  su staine d firi ng mi ssi on h a s b een  paid  attention to i n  EML   field which requires the  capa citor to  rech arg e  afte r ea ch l aun ch  [12]. It gives the  half-wa ve   circuit much  space to play. In oscillation circui t and crowbar  ci rcuit, capacitors have to be  recha r ge d fro m  ze ro.  Whil e the h a lf-wa v e circuit  will  be  recha r ge d from  a  cert ain hig h  volta ge  whi c h will imp r ove the su st ained firin g  ra te greatly.   Referen c e [1 0] su gge sted  a novel  po we r condi tio ner equivalent ci rcuit who s e ca pacito r s  interconn ect from bree ch to muzzle in o ne  pha se. It  coul d not onl y enhance the utilization ratio   of the energy , but also pro v ide the current to  the stages with g r a dually narro wed pulse widt h.  But disadva n tage of this spe c ial  circuit is ve ry clea r. First, it is only applica b le for the  asyn chrono u s  in du ction  coil laun ch er.  Topolo g y st ru cture  of the  ci rcuit i s  to o  co mplex to  cont rol  in cha r g e  an d discha rg e pro c e ss. Se cond, utilizat io n rate of the  cap a cito rs  wil l  decrea s e from   the first  stag e to the l a st  stage  in o n e  pha se  wh i c h re sult s in  the different  service  life of  the   cap a cito rs.  T he late r, the  long er. T h ird, all the  ca pacito r s hav e to b e  u s e d  in  a la un ch.  Malfunctio n  of any capa citor will cau s e the  wh ol e system st oppin g  se rvice. Last, all  the   cap a cito rs  co uld not be ch arge d until the last st ag e is disch a rg ed.  Sustained firing rate will b e   low.   This pa per p r opo se s a  si m p le in dep end ent half - wave  ci rcuit which  can  be  ap plie d in th e  su staine d firi ng syn c h r on o u s ind u ctio n  coil gu n. Two  thyristors ( T 1  and  T 2 ) a r e  use d  to co ntrol  the discha rge  of the capa ci tor as  sho w n  in Figure 8.         Figure 8. Force curve s  of t he different d r iving ci rcuits       The thyri s tors ope rate o ne  after an other  matchin g   with the differen t  discha rge  el ectro de  of the cap a c itor. Thi s  circuit h a s th e followi n g   advantag es:  All the driving circuit s  are  indep ende nt. Capa citor a n d  coil of ea ch stage  coul d  be adju s ted  as ne ede d which i s  goo d for   modula r   de si gn. Cha r ge  a nd di scha rge  of e a ch  ca p a citor i s  n o t i n fluen ced  by  other capa cit o rs  whi c h co uld improve   the su staine d  firi ng  ra te. Residual ene rgy   will be reu s ed  to  i m prove   efficien cy. Moreove r , se rvice life of each  cap a ci to r will  be the sa me. Thus, thi s  ind epen dent half - wave ci rcuit is sugge sted i n  the su stain ed firing  syst em. It is wort h mentioni ng  that if crowb a r  resi stan ce  is  cho s e n  p r op erly, laun chi n g prope rt ie s  of the h a lf-wave ci rcuit co uld b e  a c hiev ed  throug h the  cro w b a r  circuit as  sho w n  in Figu re 7.  Thu s , the comprehe nsiv e prope rties  of   cro w b a r  circu i t is the most excelle nt in the three typica l circuit.      5.   Conclusio n   This pap er gi ves a  detail e d an alysi s  of  the  p r ope rtie s  of   the drivi ng circuit co n s tru c tion  based o n  the  cap a cito r  so urce. Driving  circuit  conf ig uration  could  influen ce the   efficien cy of the   coil la un che r  dire ctly.  Th ree to polo g ie s of th e d r iving  circuit a r e  com p a r ed. I t  is p r oved  that  whi c h  circuit  has th e bette r efficien cy d epen ds  on th e detaile d pa ramete rs of the expe rime nt,  esp e ci ally the cro w ba r re si stan ce . Crowbar re si stor regulate s  not  only efficiency of  the syste m ,  but also tem peratu r e ri se  of the  coil.  If  crow ba r re s i st an ce is  eq ual to the system re si stan ce,  resi stance loss  and temperature ri se of  t he crowbar  circuit  and the osc illation ci rcuit  will be the   same. Ele c tromagn etic fo rce  (EMF ) a pplied o n  the  armatu re  wil l  be anoth e r que stion wh ich  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 3,  September 20 13:  43 3 – 440   440 influen ce se rvice conditio n   of  the drivi ng circui ts. O scill ation circuit  and cro w bar ci rcuit  sh ould  apply to the  asyn chrono u s  ind u ctio n coil laun ch er  and  synchro nou s ind u ctio n coil l aun ch er,   respe c tively. Half-wave  circuit is  seld om  use d   in the  experim ent. Although efficiency of the h a lf- wave  circuit i s  very hi gh, speed  of the a r mature  i s  ve ry low. Su stai ned firin g  mi ssion  gives th e  half-wave ci rcuit much  spa c e to play. A simple in dep ende nt half-wave circuit is  sug g e s ted in  this  pape r. Ge ne rally spea kin g , the comp rehe nsive   propertie s   of cro w b a r  ci rcuit is the  m o st   excelle nt in t he th ree  typical ci rcuits.  Re sea r che r s ca n choo se  the  prope r  circui t based  on  th eir  purp o se  and experim ental con d ition s .      Referen ces   [1]  W  Ying, RA Marsha ll, C Shuk ang. Ph ysics of  Elec tric Lau nc h. Beiji ng, Chi n a: Science Pre ss, 2004.   [2]  RJ Ka ye.  Op eratio nal  re qu irements  an d  i ssu es for  c o ilg un  e l ectro m agn etic l a u n c hers.  IEEE  T r ansactio n s o n  Magn etics . 2005: 41( 1): 194 –19 9.   [3]  Shun-S h o u  Ga o, Che ng-W e i  Sun. T he T e st  and A nal ys is  of a 3-Stag e R e con necti on C o ilg un.  IEEE   T r ansactio n s o n  Magn etics .19 99; 35(1): 1 42  – 147.   [4]  Z hao Ke yi,  Ch eng S huk ang,  Z hang  Rui p in g.  Influenc e of  Drivin g Curr e n t ’ s W a v e  o n   Acceler a tive   Performanc e of Induction C o il L aunc her . Electroma gneti c  Launc h T e chno log y , 1 4 th  S y mpos iu m .   Victoria, BC. 2 008: 1-4.   [5]  Munir Achm ad , Bharata End on, Self  oscil l a t ing  mi xer  w i t h  diel ectric res onator for lo w noise b l ock   app licati on.  TEL K OMNIKA . 2011; 9(2): 3 51- 356.   [6]  Yado ng Z h a n g ,  Jiangj un R u an, Yin g  W a n g , Yujia o Z h a ng, Bao Sh ou l i u,  Armature  Performanc e  Comp ariso n  of  an In ductio n   Coil  La unc her.  IEEE Transactions on Plas m a  Scienc e.  20 11 ; 39(1): 4 71– 475.   [7]  Yado ng   Z han g ,   Jian gju n  Rua n ,  Yin g   W a ng, Z h i y e Du,  S h o uba o Liu, an d Yuji ao  Z h an g.   Performa nc e   Improveme n t of a Coil La unc h e r.  IEEE Transactions on Plas m a  Scienc e . 2011; 39( 1): 210 –21 4.  [8]  Yado ng Z h an g ,  Jian gju n  R u a n , Yin g  W a n g . Cap a citor- driv en C o il  g un S c alin g R e l a tion ships.  IE EE  T r ans on Plas ma Sci enc e. 2011; 39( 1): 220 -224.   [9]  T ao, Huang  Ji ang jun  Ru an,  Yuji ao Z h ang.  W i ndi ng  of a  multi-p has e i nducti on m a ch ine m a g neto- structural cou p l i ng fie l d a nal ys is on the e nd.  TEL K OMNIKA . 2012; 1 0 (5): 9 33-9 39.   [10]  Z  Z abar, Y Na ot, L Birenba u m , E Levi, PN  Joshi.   Desig n  and p o w e r c ond ition i n g  for the coil-gu n.   IEEE Transactions on Magnetics . 1989; 2 5 (1 ):   627- 6 31.   [11]  A Balikci, Z  Z abar, L Bir e n baum, D Cz ar ko w ski. On th e Desi gn  of Coil gu ns for Super-V eloc it y  Lau nch e rs.  IEEE Transactions on Magnetic s . 2007; 43( 1): 107- 110.   [12]  BD Skur dal,  R L  Gai g ler.  Mult imissio n  E l ectr omag netic  La u n cher.  IEEE  T r ansacti ons  on  Mag netics .  200 9; 45(1): 45 8–4 61.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.