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Charakterisierung der magnetische Komponenten
 

Charakterisierung der magnetische Komponenten

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Magnetische Elemente, z. B. Spulen oder Transformatoren, haben charakteristische Eigenschaften, die das magnetische Material bilden den Kern im Inneren der Spule abhängig sind. Wenn Strom in einer Induktivität oder Transformator-Spule fließt, erzeugt es ein magnetisches Feld. Die Fähigkeit des Kernmaterials, das magnetische Feld, bezeichnet die Durchlässigkeit zu halten bestimmt die Stärke des Feldes, seine magnetisierende Kraft genannt. Die magnetisirende Kraft erzeugt dann magnetischen Fluss im Kern Induktivität. In Spulen und Transformatoren das Verhältnis zwischen Kraft und Flussdichte Magnetisierungsstrom ist definiert als der magnetische Fluss durch eine Querschnittsfläche und mithilfe einer B-H-Kurve analysiert werden kann. Die B-H-Kurve beschreibt das Kernmaterial und seine magnetischen Sättigungsgrenze identifiziert. Dies tritt auf, wenn zusätzliche Strom durch die Wicklungen nicht mehr magnetischen Flusses erhöht. Dieses Video zeigt die Messung der BH-Kurven für Spulen und Transformatoren und die Charakterisierung der Kern Material und Drosselspule Wicklungen.

Eine B-H-Kurve zeigt das Verhältnis der magnetischen Flussdichte B und magnetische Feldstärke H. Zunächst mit zunehmender Stärke des Magnetfeldes erhöht die Flussdichte auch auf einen bestimmten Maximalwert. Nach diesem Punkt, Erhöhung der Magnetfeldstärke Ergebnisse in keine signifikante Zunahme der magnetischen Flussdichte und das Material angesehen wird gesättigt. Echte magnetische Materialien zeigen Hysterese, wie das Material abwechselnd in positive und negative Richtung magnetisiert ist. Dies bedeutet, dass die magnetische Feldstärke zurück zu reduzieren ist Null, einige Restmagnetismus bleibt. Der Bereich innerhalb der B-H-Kurve ist proportional zu den Energieverlust, wie das Material in positive und negative Richtung magnetisiert ist. Ein Material mit niedriger Hysterese Verlust, wie Stahl, wird häufig in Transformatorkernen aufgrund dieser Eigenschaft verwendet. Die B-H-Kurve kann auch zur Durchlässigkeit eines Materials, berechnet als Verhältnis der magnetischen Flussdichte, magnetische Feldstärke zu beschreiben. Es ist oft im Zusammenhang mit der Permeabilität des freien Speicherplatzes und damit relative Permeabilität bezeichnet. Materialien mit sehr niedrigen magnetischen Suszeptibilität, wie Holz, haben eine niedrige relative Permeabilität. Wo, wie Materialien mit hohen magnetischen Suszeptibilität, wie Eisen, haben Sie eine hohe relative Permeabilität. Um einen B-H-Kurve zu erstellen, muss zunächst die Flussdichte B, ermittelt werden. Dafür ist die Flussmittel Änderungsrate gemessen, die ist im Verhältnis zu der Spannung über der Spule mit Faradaysches Gesetz. Dies kann mit einer einfachen RC-Schaltung parallel mit der Spule identifiziert werden. Nähere Informationen zu diesen Berechnungen entnehmen Sie bitte dem Text Protokoll. Die magnetische Feldstärke oder H, finden Sie mit Ampere Gesetz und messbare Variablen, der Strom in der Spule, die Anzahl der verschlungenen Drehungen und die durchschnittliche Länge des Kerns. Die B-H-Kurve eines Materials kann aus Messungen von Strom und das Zeitintegral der Spannung über dem Element geschätzt werden. Wenn die Anzahl der Windungen und die Abmessungen der Elemente auch bekannt sind, können diese Istmengen skaliert werden. Nun, lassen Sie uns zeigen, wie relative Permeabilität zu messen und berechnen von B-H-Kurven.

In diesen Experimenten werden drei magnetische Komponenten gemessen, eine kleine Induktivität mit einem Ferrit-Kern, einen größeren schwarzen Induktor mit einer unbekannten Anzahl von Umdrehungen und eine 60 Hz-Transformator. Beginnen Sie mit der kleinen Induktor mit Dimensionen wie gezeigt und gewundenen Kurven verschiedener 75. Messen Sie zunächst die Induktivität Induktivität bei 120 und 1000 Hz mit einem LCR-Meter. Zweitens, die Schaltung zu bauen, wie gezeigt, halten der Funktionsgenerator Ausgang 50 Ohm und die BNC Stecker Kabel nicht angeschlossen. Als nächstes verbinden Sie die differentielle Spannung und Stromzangen und überprüfen Sie, dass es keine Versätze. Legen Sie die Differenzialfühler auf 120. für eine bessere Auflösung. Legen Sie abschließend die Stromzange zu 100 Millivolt pro Amp auf die Sonde und 1 X über den Umfang. Und beachten Sie diese Skalierungsfaktoren für spätere Berechnungen. Legen Sie die Funktion Generatorleistung auf eine Wellenform von 1000 Hz Sinus Soto mit einer 10-Volt Spitze. Messen Sie VC und ich, verbinden Sie der Funktionsgenerator und überprüfen Sie, ob alle Verbindungen der Schaltung sind wie gezeigt. Notieren Sie den gemessenen Strom und Spannung. Schließlich ändern Sie das Oszilloskop-Anzeigeformat von yt nach Xy, die B-H-Kurve anzuzeigen. Passen Sie Kanal 1 und Kanal 2 vertikale Einstellknöpfen, bis die Kurve den Umfang Bildschirm passt. Als nächstes stabilisieren Sie die Kurve durch Festlegen der Persist-Option für die Anzeige. Und dann nehmen Sie einen Screenshot der Kurve. Schließlich stellen Sie die Funktion Generator Frequenz von 120 Hz und den B-H-Kurve-Screenshot nach der Kurve einstellen, je nach Bedarf zu wiederholen. Schließlich trennen Sie der Funktionsgenerator und entfernen Sie die Induktivität zu. Den Rest der Strecke intakt zu halten.

Um die Anzahl der Umdrehungen für die größere Induktivität zu bestimmen, lassen Sie uns zuerst messen seine B-H-Kurve. Um Berechnungen zu vereinfachen, nehme an der Kern eines All-Luftkern. Messen Sie zunächst die Induktivität Induktivität bei 120 und 1000 Hz mit dem LCR-Meter. Legen Sie dann die Induktivität in der RC-Schaltung. Die B-H-Kurve für die größere Induktivität mit dem gleichen Verfahren beschrieben, für die kleine Induktivität zu messen. Beobachten Sie und notieren Sie den gemessenen Strom und Spannung. Die B-H-Kurve anzeigen Stellen Sie die Funktion Generator Frequenz von 120 Hz und passen Sie die Kurveneinstellungen nach Bedarf an.

Einphasen-Transformatoren bestehen aus zwei Wicklungen, die durch einen Magnetkern gekoppelt. Hier ist die B-H-Kurve für 60 Hz Transformators gemessen. Mit dem LCR-Meter, Messen Sie die Induktivität der Wicklung bei 120 Hz 115-Volt-Seite. Dann montieren Sie die Schaltung von AC1 und N aus dem variac mit Trafo primärseitig durch die Lochrasterplatinen Schaltung mit Banane Kabel verbinden. Passen Sie die Skalierungsfaktoren und funktionieren Sie Generatorparameter wie oben beschrieben. Messen Sie mit dem variac bei 90 Prozent Strom und Spannung. Dann, Anzeige und Aufzeichnung der B-H-Kurve.

Wenn die Anzahl der Windungen der Spule, durchschnittliche Kernlänge und Querschnittsfläche bekannt sind, dann die Induktivität der Spule direkt gemessen wird, und die relative Permeabilität kann berechnet werden. Alternativ kann eine gemessene B-H-Kurve relative Permeabilität eines Elements ermitteln und berechnen Sie die Anzahl der Windungen in der Spule verwendet werden. In der linearen Region B-H-Kurve finden Sie die relative Permeabilität von der Piste. Verwenden relative Permeabilität und angesichts der Tatsache, dass die Induktivität und Kern Maße bekannt sind, die Anzahl der Umdrehungen kann leicht berechnet werden unter Zugrundelegung der folgenden Beziehung.

Induktoren und andere elektromagnetische Geräte, wie Transformatoren, sind häufig in vielen elektrischen, elektronischen und mechanischen Systemen. Das Stromnetz liefert Strom für die Verbraucher durch die Verteilung der Hochspannung Strom über weite Entfernungen über Freileitungen. Hohe Spannungen müssen über weite Entfernungen, um Energieverluste zu kompensieren. Transformatoren werden entlang Stromleitungen verwendet, um die höheren Spannungen der Übertragung auf den unteren Ebenen benötigt Verteilerstationen und für Endbenutzer Lieferung abtreten. Transformatoren übertragen Energie durch elektromagnetische Induktion, Aktivierung den kontrollierten Schritt nach unten von Wechselspannungen. Sie sind häufig mit Stahlkerne wegen Steels hohe magnetische Sättigung ausgelegt. Der Stator Magnet induziert ein rotierendes Magnetfeld im Rotor verursacht des Rotors zu drehen. Der Stator ist gewissermaßen die Primärwicklung eines Transformators und Käfigläufer, die Sekundärwicklung. AC-Asynchronmotoren sind in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet. Der Motor besteht aus einer äußeren stationäre Wunde Magnet und ferromagnetischen Kern des Rotors. In der Regel eine zylindrische Anordnung der leitfähigen Bars bilden die Käfigläufer.

Sie habe nur Jupiters Einführung in die Charakterisierung von magnetischen Komponenten beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen, wie nach Maß B-H Kurven von Spulen und Transformatoren, bei der Identifizierung von unbekannten Faktoren wie relative Permeabilität entwerfen und Zahl drehen. Danke fürs Zuschauen.

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