Name: b-h curves and inductor core limits
Uploaded: 2023-04-30T06:42:59.000Z
Duration: 10 min 41 s
Channel: JoVE

K12 Standards

Arizona Science Standards

High School

Physical Science

HS+Phy.P2

HS+Phy.P2U1.1

Characterization of Magnetic Components

1. relativa permeabilidad identificación
Siga el procedimiento para obtener la permeabilidad relativa del pequeño inductor (núcleo de ferrita de amarillo/blanco). Las dimensiones del núcleo se muestran en la figura 2, y el número de vueltas es N= 75.
<ol><li>Con un Medidor LCR, mida la inductancia del inductor de 120 Hz y 1000 Hz.</li>
	<li>Construir el circuito en la figura 1 en un proto-board, pero mantener la salida del generador de función desconectada del proto-board.</li>
	<li>Compruebe una sonda de voltaje diferencial y una sonda de corriente para no compensaciones con la sonda de corriente conectados en el canal 1 y la sonda de tensión conectados en el canal 2.</li>
	<li>Tenga en cuenta los factores de escala para la sonda diferencial en la punta de prueba sí mismo y en el ámbito de aplicación. Coloque la sonda diferencial 1/20 para una mejor resolución.</li>
	<li>Fijar la sonda de corriente a 100 mV / A en la sonda de sí mismo y 1 X en el ámbito de aplicación. Recuerde que estos factores de escala deben utilizarse al realizar cálculos.</li>
	<li>La función de salida del generador (50 Ω BNC conector de salida) en 10 V pico y forma de onda sinusoidal de 1000 Hz. Observar la forma de onda utilizando la sonda de voltaje diferencial.</li>
	<li>Deja el generador de funciones en incluso cuando se desconecta, pero evitar cortocircuitos en sus terminales. Apagar el generador de función reajusta la configuración muchas.</li>
	<li>Conecte la corriente y voltaje de las sondas para medir vC y i.</li>
	<li>Compruebe que el circuito es como desea y que todas las conexiones se mantienen.</li>
	<li>Conecte el generador al circuito.</li>
	<li>Tome una captura de pantalla de la medida corriente y voltaje con al menos tres períodos que se muestra además el pico o los valores RMS de las señales de medida.</li>
	<li>Desde el menú "Pantalla" en el ámbito de aplicación, cambiar el formato de presentación de "YT" a "XY".</li>
	<li>Observar la curva de B-H por el canal 1 y canal 2 ajuste vertical pomos de ajuste hasta que la curva ajusta a la pantalla de alcance.</li>
	<li>Para ver una curva más estable, utilice la opción "persisten" en el menú de la pantalla a un ajuste de s 1 o 2.</li>
	<li>Tomar una captura de pantalla de la curva de B-H medida.</li>
	<li>Ajustar la frecuencia del generador de función a 120 Hz y retomar la captura de pantalla de la curva de B-H después de los ajustes de la curva de ajuste según sea necesario.</li>
	<li>Desconecte el generador de funciones y quitar el inductor. Mantener intacto el resto del circuito.</li>
</ol><img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/10164/10164fig2.jpg"> Figura 2 : Dimensiones de la base menor del inductor. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/10164/10164fig2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
2. identificar el número de vueltas
El mayor inductor negro (Bourns 1140-K 472-RC) tiene un número desconocido de vueltas. Para simplificar los cálculos, suponga la base que un solenoide de núcleo de aire de todos con un radio de 1,5 cm y 2,5 cm de longitud. Si esta hipótesis no se toma, la geometría de la base tendrá que ser considerado y complica los cálculos. Sin embargo, esta hipótesis es aún razonable teniendo en cuenta que con un solenoide, flujo debe pasar a través del aire a ambos lados del dispositivo y el aire es el medio de la ruta de flujo dominante.
<ol><li>Con el Medidor LCR, mida la inductancia del inductor proporcionado a 120 Hz y 1000 Hz.</li>
	<li>Colocar el inductor en el circuito mostrado en la figura 1, que debe estar intacta de la parte anterior del experimento.</li>
	<li>Compruebe una sonda de voltaje diferencial y una sonda de corriente para no compensaciones con la sonda de corriente conectados en el canal 1 y la sonda de tensión conectados en el canal 2.</li>
	<li>Tenga en cuenta los factores de escala para la sonda diferencial en la punta de prueba sí mismo y en el ámbito de aplicación. Coloque la sonda diferencial 1/20 para una mejor resolución.</li>
	<li>Fijar la sonda de corriente a 100 mV / A en la sonda de sí mismo y 1 X en el ámbito de aplicación. Recuerde que estos factores de escala deben utilizarse cuando haciendo cálculos utilizando datos ni mediciones de captura para su posterior análisis.</li>
	<li>La función de salida del generador (50 Ω BNC conector de salida) en 10 V pico y forma de onda sinusoidal de 1000 Hz. Observar la forma de onda utilizando la sonda de voltaje diferencial.</li>
	<li>Deja el generador de funciones en incluso cuando se desconecta, pero evitar cortocircuitos en sus terminales. Apagar el generador de función reajusta la configuración muchas.</li>
	<li>Conecte la corriente y voltaje de las sondas para medir vC y i.</li>
	<li>Controlar el circuito y compruebe que las conexiones como deseado.</li>
	<li>Conecte el generador al circuito.</li>
	<li>Tome una captura de pantalla de la medida corriente y voltaje con al menos tres períodos que se muestra además el pico o los valores RMS de las señales de medida.</li>
	<li>Desde el menú "pantalla" en el ámbito de aplicación, cambiar el formato de presentación de "YT" a "XY".</li>
	<li>Observar la curva de B-H por el canal 1 y canal 2 ajuste vertical pomos de ajuste hasta que la curva ajusta a la pantalla de alcance.</li>
	<li>Para ver una curva más estable, utilice la opción "persisten" en el menú de la pantalla a un ajuste de s 1 o 2.</li>
	<li>Tomar una captura de pantalla de la curva de B-H medida.</li>
	<li>Ajustar la frecuencia del generador de función a 120 Hz y retomar la captura de pantalla de la curva de B-H después de los ajustes de la curva de ajuste según sea necesario.</li>
	<li>Apague el generador de funciones y desarme el circuito.</li>
</ol>3. B-H la curva de un transformador de 60 Hz
El transformador utilizado en este pasos de la demostración abajo 115 V RMS para 24 V RMS, pero puede utilizarse para la caracterización de la curva de B-H en este experimento, por lo tanto se utilizan sólo los 120 terminales V RMS. Las dimensiones del transformador se muestran en la figura 3.
<ol><li>Usar el Medidor LCR, medir la inductancia 115 V-del lado de la bobina en 120 Hz (más cerca de lo 60 Hz nominal).</li>
	<li>Asegúrese que el interruptor de desconexión trifásica esté en la posición de apagado.</li>
	<li>Conecte el cable de corriente trifásica a la VARIAC.</li>
	<li>Construya el circuito mostrado en la figura 4. Tiene el transformador de sentarse en el lado del proto-board. Utilice cables banana para conectar AC1 y N de la VARIAC para el proto-board.</li>
	<li>Asegúrese de que el VARIAC se establece en 0%.</li>
	<li>Compruebe una sonda de voltaje diferencial y una sonda de corriente para no compensaciones con la sonda de corriente conectados en el canal 1 y la sonda de tensión conectados en el canal 2.</li>
	<li>Anotar los factores de escala para la sonda diferencial en la punta de prueba sí mismo y en el ámbito de aplicación. Fijar la sonda diferencial de escala 1/200.</li>
	<li>Fijar la sonda de corriente a 100 mV / A en la sonda de sí mismo y 1 X en el ámbito de aplicación. Recuerde que estos factores de escala deben usarse al hacer cálculos.</li>
	<li>Conecte la corriente y voltaje de las sondas para medir vC y i.</li>
	<li>Controlar el circuito.</li>
	<li>Encienda el interruptor de desconexión trifásica y ajuste lentamente el VARIAC hasta llegar a 90%.</li>
	<li>Tome una captura de pantalla de la medida corriente y voltaje con al menos tres períodos que se muestra además el pico o los valores RMS de las señales de medida.</li>
	<li>Desde el menú "Pantalla" en el ámbito de aplicación, cambiar el formato de presentación de "YT" a "XY".</li>
	<li>Observar la curva de B-H por el canal 1 y canal 2 ajuste vertical pomos de ajuste hasta que la curva ajusta a la pantalla de alcance.</li>
	<li>Para ver una curva más estable, utilice la opción "persisten" en el menú de la pantalla a un ajuste de s 1 o 2.</li>
	<li>Tomar una captura de pantalla de la curva de B-H medida.</li>
	<li>Restaurar el VARIAC de 0%, gire el interruptor de desconexión off y desmontar el circuito.</li>
</ol><img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/10164/10164fig3.jpg"> Figura 3 : Dimensiones de la base del transformador. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/10164/10164fig3large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/10164/10164fig4.jpg"> Figura 4 : Prueba de circuito para determinar la curva de B-H de un transformador de 60 Hz. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/10164/10164fig4large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

A pesar de inductores y otros dispositivos electro-magnética (p. ej., transformadores) son muy comunes en muchos sistemas eléctricos, electrónicos y mecánicos, comprar bobinas para una aplicación específica no es trivial. Incluso cuando un inductor se compra, hoja de datos información todavía puede tener ambigüedades en el material actual, número de vueltas y otros detalles. Las pruebas en este experimento son especialmente útiles para los ingenieros y técnicos que planean construir sus propio inductores o carac...

caracterización de componentes magnéticos

Fuente: Ali Bazzi, Departamento de ingeniería eléctrica, Universidad de Connecticut, Storrs, CT.
El objetivo de este experimento es obtener experiencia práctica con diferentes componentes magnéticos desde perspectivas de diseño y material. Este experimento cubiertas curvas B-H de material magnético y diseño del inductor a través de la identificación de factores de diseño desconocido. La curva B-H de un elemento magnético, como un inductor o transformador, es una característica del material magnético que forman la base alrededor de la cual se envuelven los bobinados. Esta característica proporciona información sobre la densidad de flujo magnético que puede manejar el núcleo con respecto a la corriente que circula en los devanados. También proporciona información acerca de límites antes de que el núcleo está magnéticamente saturado, es decir, cuando empujar más actual a través de la bobina conduce a no hay más flujo de flujo magnético.

Para encontrar la permeabilidad relativa del material del núcleo, se pueden utilizar dos enfoques. El primer enfoque es utilizar un Medidor LCR, donde se mide la inductancia (L) de una bobina con un número conocido de vueltas (N), y entonces la permeabilidad relativa puede ser calculada como sigue:
Reluctancia del núcleo: <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/10164/10164eq7v2.jpg"> (7)
<p class="jove...

Caracterización de componentes magnéticos

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
The objective of this experiment is to achieve hands-on ...

Los elementos magnéticos, como inductores o transformadores, tienen propiedades características que dependen del material magnético que forma el núcleo dentro de la bobina. Cuando la corriente fluye en una bobina de inductor o transformador, crea un campo magnético. La capacidad del material central para mantener el campo magnético, llamada permeabilidad, determina la fuerza del campo, llamada fuerza magnetizante. La fuerza de magnetización produce entonces un flujo magnético en el núcleo del inductor. En inductores y transformadores, la relación entre la fuerza de magnetización y la densidad de flujo se define como el flujo magnético a través de un área de sección transversal y se puede analizar utilizando una curva B-H. La curva B-H describe el material del núcleo e identifica su límite de saturación magnética. Esto ocurre cuando la corriente adicional a través de los devanados ya no aumenta el flujo magnético. Este video ilustra la medición de curvas BH para inductores y transformadores y la caracterización del material del núcleo y los devanados del inductor. Una curva B-H muestra la relación entre la densidad de flujo magnético, B, y la intensidad del campo magnético, H. Inicialmente, a medida que aumenta la intensidad del campo magnético, la densidad de flujo también aumenta hasta un cierto valor máximo. Después de este punto, cualquier aumento en la intensidad del campo magnético no da como resultado un aumento significativo en la densidad de flujo magnético y el material se considera saturado. Los materiales magnéticos reales exhiben histéresis a medida que el material se magnetiza alternativamente en las direcciones positiva y negativa. Esto implica que a medida que la intensidad del campo magnético se reduce a cero, queda algo de magnetismo residual. El área dentro de la curva B-H es proporcional a la pérdida de energía a medida que el material se magnetiza en las direcciones positiva y negativa. Un material con menor pérdida por histéresis, como el acero, se usa comúnmente en los núcleos de los transformadores debido a esta propiedad. La curva B-H también se puede utilizar para describir la permeabilidad de un material, calculada como la relación entre la densidad de flujo magnético y la intensidad del campo magnético. A menudo se relaciona con la permeabilidad del espacio libre y, por lo tanto, se denomina permeabilidad relativa. Los materiales con muy baja susceptibilidad magnética, como la madera, tienen una permeabilidad relativa baja. Mientras que los materiales con alta susceptibilidad magnética, como el hierro, tienen una alta permeabilidad relativa. Para crear una curva B-H, primero se debe determinar la densidad de flujo, B. Para esto, se mide la tasa de cambio de flujo, que es relativa al voltaje a través de la bobina usando la Ley de Faraday. Esto se puede identificar usando un simple circuito RC en paralelo con la bobina. Para obtener información más detallada sobre estos cálculos, consulte el protocolo de texto. La intensidad del campo magnético, o H, se puede encontrar utilizando la Ley de Ampere y variables medibles, la corriente en la bobina, el número de vueltas de bobinado y la longitud promedio del núcleo. La curva B-H de un material se puede estimar a partir de mediciones de corriente y la integral de tiempo del voltaje a través del elemento. Cuando también se conoce el número de vueltas y las dimensiones de los elementos, estos se pueden escalar a cantidades reales. Ahora, demostremos cómo medir la permeabilidad relativa y calcular las curvas B-H. En estos experimentos, se miden tres componentes magnéticos, un pequeño inductor con un núcleo de ferrita, un inductor negro más grande con un número desconocido de vueltas y un transformador de 60 Hz. Comience con el inductor pequeño con las dimensiones que se muestran y un número de vueltas de bobinado de 75. En primer lugar, mida la inductancia del inductor a 120 y 1.000 Hz utilizando un medidor LCR. En segundo lugar, construya el circuito como se muestra, manteniendo la salida del generador de funciones a 50 ohmios y el cable conector BNC desconectado. A continuación, conecte las sondas de voltaje y corriente diferenciales y verifique que no haya compensaciones. Ajuste la sonda diferencial a 120 para una mejor resolución. Finalmente, configure la sonda de corriente a 100 milivoltios por amperio en la sonda y 1x en el visor. Y tenga en cuenta estos factores de escala para cálculos posteriores. Ajuste la salida del generador de funciones a una forma de onda sinusoidal de 1.000 Hz con un pico de 10 voltios. Mida VC e I, conecte el generador de funciones y verifique que todas las conexiones de circuitos sean como se muestra. Luego, registre la corriente y el voltaje medidos. Finalmente, cambie el formato de visualización del osciloscopio de yt a xy para mostrar la curva B-H. Ajuste las perillas de ajuste vertical del canal uno y del canal dos hasta que la curva se ajuste a la pantalla del visor. A continuación, estabilice la curva configurando la opción de persistencia para la pantalla. Y luego, toma una captura de pantalla de la curva. Por último, ajuste la frecuencia del generador de funciones a 120 Hz y vuelva a tomar la captura de pantalla de la curva B-H después de ajustar la configuración de la curva según sea necesario. Finalmente, desconecte el generador de funciones y retire el inductor. Mantén el resto del circuito intacto. Para determinar el número de vueltas del inductor más grande, primero midamos su curva B-H. Para simplificar los cálculos, suponga que el núcleo es un núcleo totalmente aéreo. En primer lugar, mida la inductancia del inductor a 120 y 1.000 Hz con el medidor LCR. Luego, coloque el inductor en el circuito RC. Mida la curva B-H para el inductor más grande utilizando el mismo procedimiento descrito para el inductor pequeño. Observe y registre la corriente y el voltaje medidos. Visualice la curva B-H. Ajuste la frecuencia del generador de funciones a 120 Hz y ajuste la configuración de la curva según sea necesario. Los transformadores monofásicos constan de dos devanados acoplados por un núcleo magnético. Aquí se mide la curva B-H para un transformador de 60 Hz. Con el medidor LCR, mida la inductancia del devanado lateral de 115 voltios a 120 Hz. Luego, ensamble el circuito conectando AC1 y N desde el variac al lado primario del transformador a través del circuito de protoplaca usando cables banana. Ajuste los factores de escala y los parámetros del generador de funciones como se ha descrito anteriormente. Con el variac al 90 por ciento, mida la corriente y el voltaje. A continuación, visualice y registre la curva B-H. Si se conoce el número de vueltas de la bobina, la longitud promedio del núcleo y el área de la sección transversal, entonces la inductancia de la bobina se mide directamente y se puede calcular la permeabilidad relativa. Alternativamente, se puede usar una curva B-H medida para determinar la permeabilidad relativa de un elemento y luego calcular el número de vueltas en la bobina. En la región lineal de la curva B-H, la permeabilidad relativa se puede encontrar a partir de la pendiente. Utilizando la permeabilidad relativa, y dado que se conocen las dimensiones de la inductancia y del núcleo, el número de vueltas se puede calcular fácilmente utilizando la siguiente relación. Los inductores y otros dispositivos electromagnéticos, como los transformadores, son comunes en muchos sistemas eléctricos, electrónicos y mecánicos. La red eléctrica proporciona electricidad a los consumidores mediante la distribución de electricidad de alto voltaje a largas distancias a través de líneas de transmisión. Se requieren altos voltajes a largas distancias para compensar las pérdidas de energía. Los transformadores se utilizan a lo largo de las líneas eléctricas para reducir los voltajes de transmisión más altos a los niveles más bajos necesarios en las estaciones de distribución y para el suministro al usuario final. Los transformadores transfieren energía a través de la inducción electromagnética, lo que permite la reducción controlada de los voltajes de CA. Por lo general, están diseñados con núcleos de acero debido al alto punto de saturación magnética del acero. El imán del estator induce un campo magnético giratorio en el rotor que hace que el rotor gire. Efectivamente, el estator es el devanado primario de un transformador, y la jaula de ardilla, el devanado secundario. Los motores de inducción de CA se utilizan en una gran variedad de aplicaciones. El motor consta de un imán bobinado estacionario externo y el núcleo ferromagnético interno del rotor. Típicamente, una disposición cilíndrica de barras conductoras que forman la jaula de la ardilla. Acabas de ver la Introducción a la Caracterización de Componentes Magnéticos de JoVE. Ahora debería comprender cómo medir las curvas B-H de inductores y transformadores, mientras identifica factores de diseño desconocidos, como la permeabilidad relativa y el número de vuelta. Gracias por mirar.

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Ingeniería Eléctrica

b-h curves and inductor core limits

Magnetic components such as inductors and transformers depend on the core material around their windings. In this experiment, students get hands-on experience with these parts from both a design view and a material view.

The work focuses on B-H curves, which show the magnetic behavior of a material. A B-H curve describes the magnetic flux density the core can support as current flows through the windings. It also helps show the limit before magnetic saturation occurs.

Magnetic saturation means that adding more current to the coil no longer produces more magnetic flux in the core. The experiment also includes inductor design. Students identify unknown design factors by studying the magnetic component and its material response.

B-H Curves and Inductor Core Limits

electrical safety precautions and basic equipment

electrical-safety-precautions-and-basic-equipment

Safe Handling of High-Voltage Lab Power

Safe handling of high-voltage lab power is essential in electric machine and power electronics experiments. These labs involve electrical currents, voltages, power, and energy that require extreme care. The systems used in this work can include three-phase AC voltage at 208 V, 230 V, or 480 V. They may also use up to 250 V DC and currents that can reach 10 A. These levels can be dangerous if handled without proper attention. Electrocution can happen when electricity passes through the body.

characterization of magnetic components

Magnetic components such as inductors and transformers depend on the core material around their windings. In this experiment, students get hands-on experience with these parts from both a design view and a material view. The work focuses on B-H curves, which show the magnetic behavior of a material. A B-H curve describes the magnetic flux density the core can support as current flows through the windings. It also helps show the limit before magnetic saturation occurs. Magnetic saturation...

introduction to the power pole board

Power Pole Board for DC/DC Converter Labs

The HiRel Power Pole Board is a flexible tool for studying DC/DC converters. A DC/DC converter changes direct-current voltage and current from one level to another. In many cases, voltage conversion is the main goal. This board supports several converter types on one platform. It can be used to examine boost converters, which step voltage up, and buck converters, which step voltage down. It also helps students study buck-boost converters, which can step voltage up or down. The board is also...

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DC voltage can be increased with a boost converter. This step-up circuit is useful in many applications where a DC source must be raised without first converting it to AC, using a transformer, and then rectifying the transformer output. A boost converter uses an inductor as an energy storage device. The inductor supports the output with extra energy in addition to the DC input source. That added energy raises the output voltage. This experiment studies several characteristics of a boost...

dc/dc buck converter

Buck Converter Step-Down DC Voltage

A DC/DC buck converter steps down DC voltage in an efficient, regulated way. Unlike transformers, which easily raise or lower AC voltage and current, DC systems need switching power converters to change voltage levels. The buck converter works by chopping the input DC voltage with a series input switch. An L-C low-pass filter then smooths the chopped signal and extracts the average output voltage. A diode gives the inductor current a path when the switch is off during part of the switching...

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Flyback Converter Voltage Step-Up and Step-Down

A flyback converter is a buck-boost converter that can both step voltage up and step it down. It also provides electrical isolation between the input and the output by using a coupled inductor, or flyback transformer. The coupled inductor acts like a transformer with a turns ratio, but it also stores energy through the air gap. This setup gives the converter both voltage step-up and step-down capability. In the experiment, the converter is studied in open-loop operation with a manually set...

single phase transformers

Single Phase Transformer Testing

Single-phase transformers step up or step down AC voltage in electric power systems. They are stationary electric machines with primary and secondary coils, also called windings. The primary winding receives the applied voltage, and the secondary winding delivers the changed voltage. Inside the transformer, current in one winding creates magnetic flux in the core. This flux links the two windings and transfers energy between them. With AC current, the changing flux induces voltage in the...

single phase rectifiers

AC to DC Conversion with Rectifiers

Rectifiers convert AC power into DC power for electronic circuits. A DC power supply provides unidirectional voltage and current. Batteries can do this, but they are limited by lifetime and cost. Using a rectifier is another way to turn AC line power into DC power. A rectifier is a device that lets current pass in one direction and blocks it in the other. It works after a forward voltage threshold is reached. Rectifiers may use a diode, a silicon controlled rectifier, or other silicon P-N...

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Controlling SCR Half-Wave Rectification

Thyristors, also called silicon controlled rectifiers (SCRs), are used to control current in a rectifier circuit. Like diodes, they let current pass from the anode to the cathode and block current in the opposite direction. Unlike a diode, a thyristor can be turned on with a gate terminal that receives a small current pulse. A thyristor is a four-layer device with alternating n-type and p-type layers. These layers form a PNPN structure with three junctions. The device has three terminals. The...

single phase inverter

DC to AC Conversion with Half-Bridge Inverters

DC to AC conversion is the main idea behind a power inverter. DC power flows in one direction, while AC current changes direction at about 50-60 Hz. Many electronic devices are designed to run on AC power, so a DC source must be inverted before it can be used with them. An inverter makes this change through switching action. The switches repeatedly flip the polarity of the input DC source at the output, or load side, for part of a switching period. A typical power inverter needs a stable DC...

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DC Motors and Generator Action

DC machines use direct current and direct voltage to create motion or generate electricity. They were the first machines of this kind to be invented. A DC machine works with two magnetic fields that are controlled by DC currents, and the same machine can be set up as either a motor or a generator when the right field excitation is available. In a DC machine, the field is usually on the stator side and the armature is on the rotor side. That arrangement is the reverse of what is found in many...

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Three-Phase Motor Equivalent Circuit Tests

Three-phase induction motor testing can be used to find equivalent circuit parameters. The experiment uses the per-phase equivalent circuit to model the motor. This model keeps the important behavior of the original system and makes calculations easier. The procedure uses tests similar to those used in transformer characterization. These measurements help estimate the motor's circuit values from its electrical response. The experiment also aims to operate the motor in the linear torque-speed...

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Variable Frequency Drive Speed Control

Variable frequency drives, or VFDs, control the speed of AC induction motors. They are a type of adjustable speed drive and are becoming standard equipment for powering most AC induction motors. In industrial and automation settings, VFDs can provide strong control of motor speed, torque, or position. This experiment focuses on speed control with open-loop operation. It uses constant voltage-to-frequency ratio control, also called V/f control. The motor usually operates at a rated stator flux,...

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Grid Connection of AC Synchronous Generators

AC synchronous generators are a major source of electrical power worldwide. They are three-phase, wound-rotor machines that are used in many power plants. These generators need a prime mover and an exciter to produce power. A prime mover is the device that spins the generator, often a turbine driven by fluid. That fluid can come from water flowing from a dam through a long nozzle or from steam made by burning coal. Most power plants use synchronous generators, including coal, nuclear, natural...

ac synchronous machine characterization

Three-Phase Synchronous Motor Starting and V-Curves

Three-phase synchronous motors and generators are important AC machines. Wound-rotor synchronous motors are less common than permanent magnet rotor synchronous motors because the rotor field uses brushes. Synchronous generators are much more common. They are used in most existing power plants because they provide excellent frequency and voltage regulation. A synchronous motor runs at the same speed as the stator magnetic field. This gives it almost 0% speed regulation, so the rotor speed stays...

electrical engineering

Esta colección comienza con un video de seguridad eléctrica que presenta las mejores prácticas en los equipos utilizados en un laboratorio eléctrico. Videos posteriores muestran elementos tales como inductores, transformadores, convertidores, rectificadores e inversores.

Explore B-H curves, magnetic saturation, and inductor design as students study how core materials affect inductors and transformers in this hands-on experiment.

B-H Curves and Inductor Core Limits | JoVE K12

Ali Bazzi

Overview

Principles of Magnetic Component Characterization

Measuring Relative Permeability

Identifying the Number of Turns

B-H Curve of a 60 Hz Transformer

Representative Results

Applications

Summary

Electrical Safety Precautions and Basic Equipment

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
Electric machines and power electronics experiments ...

Magnetic Fields

Source: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics &#38; Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN
Magnetic fields can be ...

A moving charge or a current creates a magnetic field in the surrounding space, in addition to its electric field. The magnetic field exerts a force on ...

Solenoids

A solenoid is a conducting wire coated with an insulating material, wound tightly in the form of a helical coil. The magnetic field for a solenoid is the ...

Induction

An emf is induced when the magnetic field in a coil is changed by pushing a bar magnet into or out of the coil. emfs of opposite signs are produced by ...

Faraday's Law

Faraday&#39;s law state that the induced emf is the negative change in the magnetic flux per unit of time. Any change in the magnetic field or change in ...

Lenz's Law

The direction in which the induced emf drives the current around a wire loop can be found through the negative sign. However, it is usually easier to ...

Electric Generator: Alternator

Electric generators induce an emf by rotating a coil in a magnetic field. A simple alternator is an AC generator that creates electrical energy that ...

Magnetic Field due to Moving Charges

A stationary charge creates and interacts with the electric field, while a moving charge creates a magnetic field.
Consider a point charge moving with a ...

Magnetic Field of a Solenoid

A solenoid is a conducting wire coated with an insulating material, wound tightly in the form of a helical coil. The magnetic field due to a solenoid is ...

Magnetic Flux

The magnetic flux measures the number of magnetic field lines passing through a given surface area. The SI unit for magnetic flux is the weber (Wb). ...

Magnetic Force

In addition to the electric forces between electric charges, moving electric charges exert magnetic forces on each other. A magnetic field is created by a ...

DC Generator

An alternator converts mechanical energy into electrical energy that varies sinusoidally, resulting in AC current. Meanwhile, a DC generator converts ...

Plan and carry out investigations to design, build, and refine a device that works within given constraints to demonstrate that an electric current can produce a magnetic field and that a changing magnetic field can produce an electric current.

B-H Curves and Inductor Core Limits

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