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电气工程

本系列从电气安全视频开始, 介绍了电气实验室中常用设备的最佳实践。随后的视频介绍了电感器、变压器、变流器、整流器和逆变器等元素。

  • Electrical Engineering

    09:35
    电气安全预防措施和基本设备

    资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

    电机和电力电子实验涉及的电流, 电压, 功率和能源数量, 应处理的极端勤奋和照顾。这些可能包括三相交流电压 (208 伏, 230 伏, 或480伏), 高达250伏直流电压, 和电流, 可以达到 10 a. 触电发生时, 通过身体非常低的电流, 可以破坏重要器官的电子路径建立, 如一个人的心脏, 并可能导致立即死亡。所有的实验都必须在有训练有素的人员在场的情况下进行。在紧急情况下, 通过任何出口撤离实验室,

  • Electrical Engineering

    10:40
    磁性元件的特性

    资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

    本实验的目的是从设计和材料的角度实现不同磁性元件的手部经验。本实验通过识别未知的设计因素, 涵盖了磁材料和电感设计的 b-H 曲线。磁性元件的 b-H 曲线, 如电感器或变压器, 是形成绕缠绕的磁芯的磁性材料的特征。这一特性提供了关于磁通密度的信息, 核心可以处理有关电流在绕组中流动。它还提供了有关的限制之前, 核心是磁饱和的信息,

  • Electrical Engineering

    08:56
    电源杆板介绍

    资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

    dc/dc 转换器是将直流电压和电流从一定的电平转换到另一个电平的电力电子转换器。通常情况下, 电压转换是 dc/dc 转换器的主要用途, 在单个转换器中存在三种主要转换类型: 向上、向下、向上或向下。其中最常见的步进转换器是升压转换器 (参考此集合视频: dc/dc 升压转换器), 而最常见的步进转换器是降压转换器。(请参阅此收藏视频: dc/dc 降压转换器。降压升压转换器也经常执行步进和步下功能, 和反激转换器可以被认为是特殊类型降压升压转换器, 在电气隔离是实现之间的输入和输出端口。(请参阅此集合视频: 反激转换器。

    dc/dc 转换器拓扑众多, 它们的控制、建模和操作改进 (如效率、可靠性、性能等) 都是持续关注的领域。该实验提供了一个非常灵活的工具, 研究和分析的性能的升压, 降压, 和反激式转换器, 所有在一个单一的板 HiRel 电源杆板。

    本实验的目的

  • Electrical Engineering

    12:17
    dc/dc 升压转换器

    资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

    升压转换器提供了一种通用的解决方案, 可以在许多应用中增加直流电压, 而无需将其转换为 AC, 使用变压器, 然后整流变压器输出。升压转换器是一步向上转换器, 它使用电感作为能量存储设备, 除了直流输入源之外, 还能支持输出和额外的能量。这会导致输出电压增加。

    本实验的目的是研究升压变换器的不同特性。在电感电流为非零的连续传导模式 (CCM) 下,

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    10:25
    dc/dc 降压转换器

    资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

    虽然使用变压器来提高或降低交流电压和电流是很简单的, 但在有效和调节的情况下加强或降低直流电压和电流则需要开关电源转换器。dc/dc 降压转换器采用串联输入开关对输入直流电压进行斩波, 并通过 L C 低通滤波器对切碎电压进行过滤, 以提取平均输出电压。当开关处于开关周期的一部分时, 二极管提供了电感电流的路径。输出电压小于或等于输入电压。

    本实验的目的是研究降压变换器的不同特性。在电感电流为非零的连续传导模式 (CCM) 下,

  • Electrical Engineering

    09:34
    反激式转换器

    资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

    反激变换器是降压升压转换器, 它既能降压又能提高。它在输入和输出之间使用耦合电感器或 "回扫变压器" 进行电气隔离。这种耦合电感器启用了一个转弯比, 既提供了电压步进和步进能力, 像在一个普通的变压器, 但与能源存储使用的气隙耦合电感。

    本实验的目的是研究反激变换器的不同特性。这种转换器的运作方式像降压升压转换器,

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    10:49
    单相变压器

    资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

    变压器是一种固定的电动机器, 它能加速或降低交流电压。它们通常是由初级和次级线圈或线圈组成的, 其中主电压在次级或相反方向上向上或向下加强。当电压被应用于绕组中的一个绕组和电流流时, 磁通在磁芯中感应, 耦合两个绕组。在交流电流的作用下, 交流磁通被诱导, 其变化率在二次绕组上产生电压 (法拉第定律)。两绕组之间的磁链连接取决于每个绕组的匝数;因此, 如果主绕组比二次绕组有更多的转弯, 则在主线圈上的电压会比次级线圈高, 反之亦然。

    本实验通过寻找其等效电路参数来表征单相变压器。三进行了测试:

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    11:14
    单相整流器

    资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

    直流电源通常被认为是一个设备, 提供直流, 或单向, 电压和电流。电池是一种这样的电源, 但是, 它们在寿命和费用方面是有限的。提供单向电源的另一种方法是使用整流器将交流线路电源转换为直流电源。

    整流器是一种将电流传递到一个方向的装置, 并将其阻挡在另一个方向, 使交流电转换为直流。整流器是重要的电子电路, 因为他们只允许在一定的方向电流在一定的阈值前向电压克服。整流器可以是二极管, 硅控制器整流器, 或其他类型的硅的 P-N 路口。二极管有两个端子, 阳极和阴极, 其中电流从阳极流向阴极。整流电路使用一个或多个二极管, 改变交流电压和电流, 这是两极, 对单极电压和电流, 可以很容易地过滤,

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    10:27
    晶闸管整流

    资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

    类似于二极管, 晶闸管, 也称为可控硅整流器 (中心), 从一个方向通过电流从阳极到阴极, 并阻止电流流向另一个方向。然而, 电流通道可以通过一个 "门" 终端来控制, 这需要一个小电流脉冲来打开晶闸管, 这样它就可以开始传导了。

    晶闸管是四层装置, 由 n 型和 p 型材料交替层组成, 从而形成具有三个结点的 PNPN 结构。晶闸管有三端子;当阳极与 PNPN 结构的 p 型材料连接时, 阴极与 n 型层相连接, 而栅极连接到离阴极最近的 p 型层。

    本实验的目的是研究在不同条件下可控晶闸管的半波整流器,

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    09:51
    单相逆变器

    资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

    直流电源是单向的, 在一个方向上流动, 而交流电流交替方向的频率为50-60 赫兹。大多数常见的电子设备都是设计用于交流电源;因此, 输入直流电源必须倒置到 ac. 逆变器通过开关动作将直流电压转换为 ac, 在开关周期的输出端或负载侧反复翻转输入直流电源的极性。典型的电源逆变器需要稳定的直流电源输入, 然后使用机械或电磁开关反复切换。输出可以是方波、正弦波或正弦波的变化, 这取决于电路设计和用户需求。

    本实验的目的是建立和分析直流/交流半桥逆变器的运行情况。半桥逆变器是一种最简单的直流/交流变流器形式, 但是 H 桥、三相、多电平逆变器的基石。本文对方波开关进行了简单的研究, 但正弦脉宽调制 (SPWM)

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    09:28
    直流电机

    资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

    直流电机的运行与直流电流和电压, 而不是一个交流机, 这需要交流电流和电压。直流电机是最先被发明和利用直流电流控制的两个磁场。同样的机器可以很容易地重新配置为电机或发电机, 如果适当的现场励磁是可用的, 因为直流电机有两个领域称为领域和电枢。领域通常在定子边和电枢是在转子边 (相对或里面-与 AC 机器比较)。励磁可由永磁体或绕组 (线圈) 提供。 当电流被应用到电枢或转子线圈, 它通过从直流源到线圈通过刷子是固定和滑动环安装在旋转转子触摸刷。当转子电枢线圈是一个载流回路, 并暴露于外部场从定子或场磁铁, 施加的力量在循环。由于回路是 "悬挂" 在电机的两侧使用轴承, 力产生一个扭矩, 将旋转转子的轴, 而不是移动它在任何其他方向。

    这种旋转使磁场对齐, 但在同一时间, 滑环开关两侧的刷子, 或 "通勤", 这就是所谓的减刑过程。当这种换向发生时, 转子线圈的电流流动被反转,

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    11:17
    交流异步电动机特性

    资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

    本实验的目的是寻找三相感应电动机的等效电路参数, 并采用类似于变压器特性的测试方法。在电气工程中, 可以确定给定系统的等效电路 (或理论电路)。等效电路保留了原始系统的所有特性, 并用作简化计算的模型。另一个目的是在线性转矩速度区内操作马达。

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    10:26
    变频调速交流感应电机

    资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

    变频驱动器 (变频) 是一种可调速驱动, 成为大多数交流异步电机的标准设备。变频在工业和自动化应用中很常见, 通常在速度、扭矩或位置模式下提供对马达的鲁棒控制。在本实验中对变频进行了测试和仿真, 重点研究了恒压频率比(V/f)控制的速度和开环控制。感应电动机通常在额定的定子磁通上运行, 并且这个通量与V/f比率大致成正比。为了保持恒定的定子磁链, 电压和频率应用于定子是保持在一个恒定的比率, 这是V/f比。本实验中使用的变频装置是 1 hp 安川 V1000 驱动器,

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    09:01
    交流同步机同步

    资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

    三相绕线-转子同步发电机是全球电力的主要来源。为了发电, 他们需要一个原动力和一个刺激者。原动力可以是由流体 (气体或液体) 纺成的涡轮, 因此流体的来源可以是通过长的喷嘴从大坝流出的水, 用烧焦的煤蒸发的水蒸气等。大多数发电厂包括煤、核能、天然气、燃料油和其他使用同步发电机。

    本实验的目的是了解调整三相同步发电机电压和频率输出的概念,

  • Electrical Engineering

    11:18
    交流同步电机特性

    资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

    三相绕线转子同步电动机是不受欢迎的永磁转子同步电动机由于转子领域所需的刷子。在现有的发电厂中, 同步发电机的频率和电压调节都很好, 因此它们更加普遍和有效。由于转子转速与定子的磁场速度完全相同, 同步电机具有近0% 速度调节的优点, 使转子转速恒定, 无论电机轴的载荷有多大。因此, 它们非常适合于固定速度的应用。

    本实验的目的是了解启动三相同步电动机的概念, 对负载影响电机功率因数的各种载荷的 V 曲线,

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