הנדסת חשמל

מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT. מכונות חשמליות וניסויי אלקטרוניקה חשמליים כוללים זרמים חשמליים, מתחים, חשמל וכמויות אנרגיה שיש לטפל בהם בשקדנות ובטיפול קיצוניים. אלה עשויים לכלול מתח AC תלת פאזי (208 V, 230 V, או 480 V), עד 250 מתחי DC V, וזרמים שיכולים להגיע 10 A. התחשמלות מתרחשת כאשר נתיב חשמלי הוקם דרך הגוף עם זרמים נמוכים מאוד שיכולים לפגוע באיברים חיוניים, כגון הלב של אדם, ועלול לגרום למוות מיידי. כל הניסויים חייבים להתבצע בנוכחות כוח אדם מאומן לטפל...

מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT. מטרת הניסוי היא להשיג ניסיון מעשי עם רכיבים מגנטיים שונים מנקודות מבט עיצוביות וחומריות. ניסוי זה מכסה עקומות B-H של חומר מגנטי ועיצוב משרן באמצעות זיהוי גורמי עיצוב לא ידועים. עקומת B-H של יסוד מגנטי, כגון משרן או שנאי, היא מאפיין של החומר המגנטי היוצר את הליבה שסביבה נכרכים פיתולים. מאפיין זה מספק מידע על צפיפות השטף המגנטי שהליבה יכולה להתמודד איתו ביחס לזרם הזורם בפיתולים. הוא גם מספק מידע על גבולות לפני הליבה רווי מגנטית,...

מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT. ממירי DC/DC הם ממירים אלקטרוניים כוח הממירים מתחי DC וזרמים מרמה מסוימת לרמה אחרת. בדרך כלל, המרת מתח היא המטרה העיקרית של ממירי DC / DC ושלושה סוגים עיקריים של המרה קיימים בממיר יחיד: צעד למעלה, ירידה למטה, וצעד למעלה או למטה. בין ממירי הצעד הנפוצים ביותר הם ממירי דחיפה (עיין בסרטון אוספים זה: DC / DC Boost Converter), ואילו בין ממירי הצעד הנפוץ ביותר הם ממירי דולר. (עיין בסרטון אוספים זה: ממיר DC/DC Buck.) ממירי Buck-boost...

מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT. ממירי Boost מספקים פתרון רב-תכליתי להגברת מתחי DC ביישומים רבים שבהם יש להגדיל מתח DC ללא צורך להמיר אותו ל- AC, באמצעות שנאי ולאחר מכן לתקן את יציאת השנאי. ממירי Boost הם ממירי מדרגה המשתמשים בגרם כהתקן אחסון אנרגיה התומך בפלט עם אנרגיה נוספת בנוסף למקור הקלט DC. זה גורם למתח היציאה להגביר. מטרת הניסוי הזה היא לחקור מאפיינים שונים של ממיר דחיפה. יכולת השלב של הממיר תיצפה במצב הולכה רציף (CCM) שבו זרם המשרן אינו אפס. ייעשה...

מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT. אמנם זה פשוט להגביר או למטה מתחי AC וזרמים באמצעות שנאים, צעד למעלה או למטה מתחי DC וזרמים בצורה יעילה ומוסדרת דורשת ממירי כוח מיתוג. ממיר DC/DC Buck חותך את מתח DC הקלט באמצעות מתג כניסה סדרה, ואת המתח הקצוץ מסונן דרך מסנן L-C נמוך לעבור כדי לחלץ את מתח היציאה הממוצע. הדיודה מספקת נתיב עבור זרם המשרן כאשר המתג כבוי עבור חלק מתקופת המיתוג. מתח היציאה הוא זה פחות או שווה למתח הכניסה. מטרת הניסוי היא לחקור מאפיינים שונים של ממיר...

מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT. ממיר flyback הוא ממיר דחיפה באק, אשר יכול גם buck וגם להגביר. יש לו בידוד חשמלי בין הקלט לבין הפלט באמצעות משרן מצמיד או "שנאי flyback". משרן מצמיד זה מאפשר יחס סיבובים המספק הן את יכולת המדרגה במתח והן את יכולת הירידה, כמו בשנאי רגיל אך עם אחסון אנרגיה באמצעות מרווח האוויר של המשרן הזוגי. מטרת הניסוי היא לחקור מאפיינים שונים של ממיר flyback. ממיר זה פועל כמו ממיר דחיפה באק אבל יש בידוד חשמלי באמצעות משרן מצמיד. ייעשה שימוש...

מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT. רובוטריקים הם מכונות חשמליות נייחת כי לעלות או למטה מתח AC. הם נוצרים בדרך כלל סלילים ראשוניים ומשניים או פיתולים, שבו המתח על הראשי הוא מועלה או למטה משני, או להיפך. כאשר מתח מוחל על אחד הפיתולים והזרם זורם באותה פיתול, השטף מושרה בליבה המגנטית, צימוד שני פיתולים. עם זרם AC, שטף AC מושרה, וקצב השינוי שלו עורר מתח על המתפתל המשני (החוק של פאראדיי). הקשר בין שתי המפתולים תלוי במספר הפניות של כל פיתול; לכן, אם לפיתולים העיקריים...

מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT. ספק כוח DC נחשב בדרך כלל להתקן המספק DC, או חד-כיווני, מתח וזרם. סוללות הן ספק כוח אחד כזה, עם זאת, הם מוגבלים במונחים של חיים והוצאות. שיטה חלופית למתן כוח חד-כיווני היא להפוך את כוח קו AC ל- DC באמצעות מיישר. מתקן הוא התקן העובר זרם בכיוון אחד, וחוסם אותו בכיוון השני, ומאפשר את ההמרה של AC ל- DC. מ rectifiers חשובים במעגלים אלקטרוניים כפי שהם מאפשרים זרם רק בכיוון מסוים לאחר מתח סף מסוים קדימה על פני אותם הוא להתגבר. מקטן...

מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT. בדומה לדיודות, תיריסטורים, הנקראים גם מפסקים מבוקרי סיליקון (SCRs), עוברים זרם בכיוון אחד מהאנודה לקתודה וחוסמים את זרימת הזרם בכיוון השני. עם זאת, המעבר הנוכחי יכול להיות נשלט דרך מסוף "שער", אשר דורש פעימה זרם קטן כדי להפעיל את thyristor, כך שהוא יכול להתחיל ניצוח. תיריסטורים הם התקנים בעלי ארבע שכבות, המורכבים משכבות לסירוגין של חומר מסוג n ו- p, ובכך יוצרים מבני PNPN עם שלושה צמתים. לתיריסטור שלושה מסופים; עם האנודה המחוברת...

מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT. עוצמת DC היא חד-כיוונית וזורמת בכיוון אחד, בעוד שזרם AC מחליף כיוונים בתדר של 50-60 הרץ. רוב המכשירים האלקטרוניים הנפוצים מתוכננים להיגמר כוח AC; לכן יש להפוך מקור DC קלט ל- AC. ממירים ממירים מתח DC ל- AC באמצעות פעולת מיתוג שהופכת שוב ושוב את הקוטביות של מקור DC הקלט בצד היציאה או הטעינה עבור חלק מתקופת מיתוג. מהפך הספק טיפוסי דורש קלט כוח DC יציב, אשר לאחר מכן מופעל שוב ושוב באמצעות מתגים מכניים או אלקטרומגנטיים. הפלט יכול...

מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT. מכונת DC פועלת עם זרמי DC ומתחים בניגוד למכונת AC, הדורשת זרמי AC ומתחים. מכונות DC היו הראשונות שהומצאו ולהשתמש בשני שדות מגנטיים הנשלטים על ידי זרמי DC. ניתן להגדיר מחדש את אותה מכונה בקלות להיות מנוע או גנרטור אם עירור שדה מתאים זמין, שכן למכונת DC יש שני שדות המכונים שדה וארמטורה. השדה נמצא בדרך כלל בצד הסטטור והארטורה נמצאת בצד הרוטור (ממול או מבפנים החוצה בהשוואה למכונות AC). עירור שדה יכול להיות מסופק על ידי מגנטים...

מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT. מטרות הניסוי הן למצוא את הפרמטרים המעגליים המקבילים של מנוע אינדוקציה תלת פאזי באמצעות המעגל המקביל לכל שלב ובדיקות דומות לאלה המשמשות באפיון שנאי. בהנדסת חשמל, ניתן לקבוע מעגל שווה ערך (או מעגל תיאורטי) עבור מערכת נתונה. המעגל המקביל שומר על כל המאפיינים של המערכת המקורית, ומשמש כמודל כדי לפשט את החישובים. מטרה נוספת היא להפעיל את המנוע באזור מהירות המומנט הליניארי.

מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT. כונני תדר משתנה (VFDs) הם סוג של כונן מהירות מתכוונן, אשר הופכים ציוד סטנדרטי כדי להפעיל את רוב מנועי אינדוקציה AC. VFDs נפוצים ביישומי תעשייה ואוטומציה ובדרך כלל מספקים שליטה חזקה על המנוע במצבי מהירות, מומנט או מיקום. ה- VFDs שנבדקו ומדומים בניסוי זה מתמקדים בבקרת מהירות ולולאה פתוחה עם בקרת מתח לתדר קבועה (V/f). מנוע האינדוקציה פועל בדרך כלל בשטף סטטור מדורג, ושטף זה הוא פרופורציונלי בקירב יחס V / f. כדי לשמור על שטף סטטור...

מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT. גנרטורים סינכרוניים תלת פאזיים של רוטור פצעים הם המקור העיקרי של חשמל ברחבי העולם. הם דורשים מוביל ראשי ומרגש כדי לייצר כוח. המובל העיקרי יכול להיות טורבינה המסתובבת על ידי נוזל (גז או נוזל), ולכן מקורות הנוזל יכולים להיות מים זורמים מסכר דרך זרבובית ארוכה, קיטור ממים מתאדה באמצעות פחם שרוף, וכו '. רוב תחנות הכוח, כולל פחם, גרעין, גז טבעי, דלק ואחרות, משתמשות בגנרטורים סינכרוניים. מטרת הניסוי היא להבין את המושגים של התאמת...

מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT. מנועים סינכרוניים תלת פאזיים של רוטור פצעים פחות פופולריים ממנועים סינכרוניים של רוטור מגנט קבוע בשל המברשות הנדרשות לשדה הרוטור. גנרטורים סינכרוניים הם הרבה יותר נפוצים וזמינים ברוב תחנות הכוח הקיימות, שכן יש להם ויסות תדר ומתח מעולה. למנועים סינכרוניים יש יתרון של כמעט 0% ויסות מהירות בשל העובדה שמהירות הרוטור זהה למהירות השדה המגנטי של הסטטור, מה שגורם למהירות הרוטור להיות קבועה, ללא קשר לכמות פיר המנוע נטען. לכן, הם מתאימים...