Summenschaltung mit Stromwandlern

Zusammenfassung Im Vorliegenden wurden die Fehler einer Summenschaltung von beliebig viel Stromwandlern als Funktion der Fehler des einzelnen Wandlers berechnet. Bei Wandlern gleicher sekundärer Nennstromstärke sind die Summenfehler gleich dem arithmetischen Mittel aus den Einzelfehlern der Wandler, den diese einzeln bei der mit dem Verhältnis Summenstrom/Einzelstrom multiplizierten Summennennbürde haben würden, wobei als prozentuale Belastung die prozentuale Summenbelastung anzusehen ist. Hierbei ist es gleichgültig, wie sich die Belastung auf die einzelnen Wandler verteilt.Bei einer Summenschaltung mit Wandlern verschiedener sekundärer Nennstromstärke, liegen die Verhältnisse nicht so einfach. Sie lassen sich aber leicht, wie an einem Beispiel gezeigt, mit Hilfe der angegebenen Formeln berechnen.An einem Beispiel wird die Verhältnis übereinstimmung von Rechnung und Messung gezeigt.Da für den Summenfehler u. a. nur die prozentuale Summenbelastung ma\gebend ist, können, wenn von mehreren Wandlern z. B. nur ein Wandler belastet wird, unzulässig gro\e Fehler auftreten, selbst wenn der einzelne Wandler bei dieser Belastung noch innerhalb der Fehlergrenzen liegende Fehler haben würde.Man sollte daher eine Summenschaltung mit Wandlern nur da anwenden, wo man die Gewi\heit hat, da\ die prozentuale Gesamtbelastung nicht kleiner als die zulässige niedrigste prozentuale Belastung des Einzelwandlers wird, oder wenn auf eine genaue Messung sehr kleiner Summenbelastung, bei unter Umständen gro\er Belastung einzelner Summanden, kein Wert gelegt wird.     

Spannungsgleichhaltungs-Schaltungen mit Eisendrosseln

Zusammenfassung Es werden verschiedene Schaltungen behandelt, die die Entnahme einer konstanten Spannung gestatten. Je nach den Betriebsbedingungen — Vorhandenscin eines Netzes mit schwankender Spannung oder Vorliegen einer sich häufig Ändernden Belastung — werden zwei verschiedene Schaltungen besprochen und durchgerechnet. Im ersteren Falle wendet man eine H-Schaltung an, deren Längsglieder Widerstände oder besser ungesättigte Eisendrosseln sind und deren Querglied eine gesättigte Eisendrossel mit oder ohne parallel geschaltetem Kondensator ist.Aus den abgeleiteten Formeln lä\t sich erkennen, da\ bei geeigneter Bemessung des Formfaktors die abgegebene Spannung in gewissen Grenzen von der Netzspannung unabhängig ist.Im zweiten Fall verwendet man eine Reihenschaltung von gesättigter Eisendrossel (gegebenenfalls hintereinander mit einer Kapazität) und dem Verbraucher, dessen innerer Widerstand entsprechend den verschiedenen Belastungsfällen veränderlich angenommen wurde. Die Rechnung ergibt, da\ der Formfaktor der Eisendrossel die Widerstandsänderung gegenläufig beeinflu\t, so da\ bei richtiger Dimensionierung der Drossel die Nutzspannung konstant bleibt.Die im letzten Abschnitt behandelte Regelschaltung besteht aus einer Parallelschaltung von gesättigter Eisendrossel und Kapazität zum Verbraucher. Der Schwingkreis ist so eingerichtet, da\ er bei Leerlauf in Resonanz mit der Netzfrequenz ist. Bei kleinen Eigenverlusten der Eisendrossel ist der Einflu\ der Belastung auf die abgegebene Spannung vernachlässigbar klein.     

Stromrichtersysteme mit Wechselspannungszwischenkreis

Übersicht Auf der Grundlage der Analyse der in der Leistungselektronik auftretenden Schaltvorgänge werden schaltungstechnische Möglichkeiten für verlustarme Stromrichtersysteme abgeleitet, in denen weiche Schaltvorgänge ablaufen (ZVS und ZCS). Als Alternative zu konventionellen Stromrichtersystemen mit harten Schaltvorgängen werden Stromrichtersysteme mit Wechselspannungs- und Gleichspannungszwischenkreis diskutiert. Die prinzipielle Funktionsweise eines Gesamtsystems mit Wechselspannungszwischenkreis wird auf der Grundlage idealer Schalter anhand von Simulationsergebnissen dargestellt. Daraus werden die Anforderungen an die Schalter für derartige Stromrichtersysteme abgeleitet. Die Eigenschaften realisierter ZVS und ZCS werden am Beispiel experimenteller Ergebnisse beschrieben.

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Power conversion systems with AC link

Contents By analysing power electronic switching processes low loss switching topologies based on ZVS and ZCS are found. As an alternative to hard switching conventional power conversion systems those with DC or AC links are discussed. On the basis of ideal switches the principal operation of a complete system with AC link is described by using results of simulation. Out of this, the requirements for the switches are derived. By means of experimental results the features of realized ZVS and ZCS are described.

     

Verlustfaktorsimulation mit SPICE

Übersicht Der Aufsatz zeigt am Beispiel der Verlustfaktorsimulation eine Möglichkeit der Berücksichtigung frequenzabhängiger Werkwiderstände bei Frequenzganganalysen mit dem Netzwerkanalyseprogramm SPICE.Eine wesentliche Maßnahme bei der neuen Simulations-technik besteht in der Verdopplung des zu untersuchenden Netzwerkes. Original und Kopie werden mit Eingangssignalen gespeist, die 90° gegeneinander phasenverschoben sind. Außerdem sind die beiden Netzwerkteile an Knoten, an denen sie Verlustwiderstände besitzen sollen, über besonders ausgelegte Zweitore verkoppelt. Die gezeigte Technik stellt eine allgemein anwendbare Methode dar, um Frequenzabhängigkeiten von Bauteilparametern bei der Kleinsignalanalyse zu simulieren.

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Simulation of Dielectric Losses with SPICE

Contents The paper shows a possibility to analyse the transfer functions of frequency dependent resistances by means of the program SPICE.A substantial measure of the new simulation technique is the duplication of the network that shall be analysed. Original and copy are supplied with input signals which have a phase shift of 90°. Additionally at that nodes at which both parts of the network shall have dielectric loss resistors they are connected together trough special two-ports. The explained technique represents a generally applicable method to simulate the frequency dependence of component parameters in the case of small signal analyses.

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Formelzeichen Kreisfrequenz - U, U _k komplexe Eingangsspannungen von Schaltungen - I, I _k komplexe Eingangsströme von Schaltungen - tan Verlustfaktoren - C verlustlose Kapazitäten - R _ab R _abk Ableitwiderstände, Eingangswiderstände von Koppelzweitoren - U _c1 ,U _c2 komplexe Spannungen in einem Koppelzweitor - I _c1 ,I _c2 komplexe Ströme in einem Koppelzweitor - G ₁₁,G ₁₂,G ₂₁,G ₂₂ Transkonduktanzen von spannungsgesteuerten Stromquellen - L ₁,L ₂ Induktivitäten im Koppelzweitor - Z, Z ₁,Z ₂ Impedanzfunktionen     

Der Kommutierungsvorgang beim Asynchronmotor mit Speisung über Umrichter mit Gleichstromzwischenkreis

Übersicht Bei Speisung einer Asynchronmaschine über Umrichter mit Gleichstromzwischenkreis sind während der Kommutierung weder die Maschinenströme, noch die Maschinenspannungen eingeprägt, sondern durch Zusammenwirken von Maschine und Kommutierungskondensatoren bedingt.Es wird ein Verfahren zur Berechnung dieser Ströme und Spannungen angegeben. Die Auswertung der Ergebnisse bildet die Basis für genauere quantitative Aussagen über einige kennzeichnende Größen dieser Betriebsart, wie z. B. Beanspruchungen der Ventile des Stromrichters, der Kommutierungskondensatoren und der Maschinenwicklungen, die Dauer der einzelnen Kommutierungsphasen als Maß für die Sicherheit gegen Kippen des Wechselrichters wegen unzulässiger Überlappungen. Höhe der zusätzlichen Verluste in der Maschine, insbesondere durch Stromverdrängungseffekte im Läufer.

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Contents If an asynchronous machine is fed by a converter with D. C.-intermediate circuit, there are neither current sources nor voltage sources during the commutation; as well currents and voltages are dependent on the co-operation of machine and commutation-capacitors. In this paper a way for determination of this currents and voltages is given. From the results of this some full particulars can be given about distinguishing marks, for instance the stress of the thyristors, commutating capacitors, windings of the machine, the length of the intervals of commutation and the degrec of safety against flipping of the inverter because of unadmissible overlapping, the amount of additional losses in the machine, especially as a result of adding currents in the windings of the rotor.

     

Elektromagnetische Wirbelfelder mit Schraubengestalt

Übersicht Das magnetische Feld eines von Wechselstrom durchflossenen gleichmäßig verdrillten Leiterpaares erzeugt in einem koaxialen Schirmleiter beliebiger Dicke eine elektromagnetische Wirbelströmung von Schraubenstruktur. Über zwei der Wellengleichung genügende Hilfsvektoren wird die strenge Lösung für dieses schraubenförmige Wirbelfeld abgeleitet. Die Abhängigkeit der Schirmleiterverluste von den geometrischen und elektromagnetischen Einflußgrößen wird erörtert. Die in der Lösung auftretenden Zylinderfunktionen reellen und komplexen Argumentes können für den praktisch wichtigen Fall nicht zu großer Dicke des Hülleiters über den gesamten Frequenzbereich durch Reihenentwicklungen angenähert werden. Für mittlere und hohe Frequenzen wird ein Näherungsausdruck für den Scheinwiderstand des Schirmleiters angeschrieben.Mit 6 Textabbildungen.     

Dreiphasenasynchronmaschine mit unsymmetrischer Schaltung

Ohne Zusammenfassung     

Toroide mit idealem Feld

Übersicht Unter Voraussetzung einiger Idealisierungen kann eine analytische Lösung für den Magnetfeldverlauf in einem Toroiden mit beliebigem, rotationssymmetrischen Querschnitt angegeben werden. Damit können allgemein die auftretenden Kräfte und Zugspannungen sowie die Induktivität des Torus berechnet werden. Mit Hilfe dieser Ausdrücke werden Optimierungen des Querschnitts bezüglich der Leiterlängszugspannung, der eingesetzten Leiterlänge und der Torusoberfläche durchgeführt. Grundlegende Zusammenhänge und Einflüsse auf die Herstellungs- und Betriebskosten eines supraleitenden Toroiden zur direkten Speicherung von elektrischer Energie werden erläutert.

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Toroids with ideal field-distribution

Contents Providing a few idealistic assumptions it is possible to get an analytic solution for the distribution of the magnetic field of a toroid with any rotation-symmetrical cross-section. Thus general expressions for forces, tensions and inductivitycoefficients can be derived. With the aid of these terms optimizations of the cross-section, with respect to the tension in the conductor, the length of the conductor and the surface of the toroid, are executed. Basic correlations and influences on building- and running-costs of a superconducting toroid that is able to store electrical energy directly, are explained.

     

Zweiphasiger Gleichrichter mit Nullanode

Übersicht Bei der Zweiphasen-Mittelpunktschaltung kann parallel zum Gleichstromzweig ein ungesteuertes Ventil (Nullanode) angeordnet werden.Die beiden Mittelpunktschaltungen mit und ohne Nullanode werden miteinander verglichen. Als Belastung im Gleichstromkreis wird dabei eine Reihenschaltung eines beliebigen ohmschen Widerstandes mit einer beliebigen (nicht gesättigten) Induktivität angenommen. Die Mittelwerte der Ströme und Spannungen und der zeitliche Verlauf der einzelnen Größen wird in Abhängigkeit von den Belastungsdaten des Gleichstromzweiges angegeben. Für den Sonderfall unendlich großer Induktivität im Gleichstromkreis wird der Einfluß eines mit der Nullanode in Reihe liegenden ohmschen Widerstandes (Vorwärtswiderstand des Trockengleichrichters) untersucht.Mit 14 Textabbildungen.     

Submillimeterwellen-Frequenzvervielfacher mit quasioptischer Auskopplung

Übersicht Es wird ein neuer Submillimeterwellen-Frequenzvervielfachertyp vorgestellt, der eingangsseitig aus einem geschirmten Leitungsnetzwerk (Koaxialleitung/Hohlleiter) besteht, wie es in Millimeterwellen-Frequenzvervielfachern üblich ist. Der Vervielfachungsprozeß sowie die Nutzsignalauskopplung bei den Harmonischen werden in einer ungeschirmten Umgebung realisiert. Das vorgestellte Vervielfacherprinzip wird auf ein Mehrdiodensystem erweitert. Dabei wird jede Diode separat gespeist; ausgangsseitig arbeitet die Anordnung als quasioptischer Gruppenstrahler, wobei durch phasenvariable Ansteuerung der einzelnen aktiven Elemente ausgangsseitige Interferenzeffekte zur Hervorhebung des Nutzsignales ausgenutzt werden.

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Frequency multipliers with quiasioptical output for the submillimeterwave range

Contents A new frequency multiplier design for the submillimeter-wave region is presented. It consists of a shielded waveguide-network (hollow waveguide, coaxial line) in the input circuit as it is usual in Millimeterwave-frequency multipliers. Multiplying process and signal output at the harmonics are realized in an open-structure-design. The setup is extended to a multiplier compound where each diode is feeded seperately. In the output circuit the system acts as quasioptical antenna array. By feeding the single active elements with variable phase shift quasioptical interference effects can be utilized for emphasizing the desired signal.

     

Kettenleiter mit geschlossenen Eisenkernspulen

Zusammenfassung Die übertragung verzerrter Spannungen durch eine mit geschlossenen Eisenkernspulen ausgerüstete Drosselkette kann nach graphischer Bestimmung der Grundwellenverteilung im wesentlichen durch die im Endglied analytisch erfa\bare Oberwellenerregung beschrieben werden.Auszug aus der Dissertation Technische Hochschule Berlin: über Drosselketten mit eisenhaltigen Spulen von Rudolf Oetker. Würzburg 1932.     

Induktiver Wirbelstrom-Aufnehmer mit temperaturkompensiertem Spulensystem

Übersicht Induktive Abstandssensoren nach dem Wirbelstromprinzip, speziell induktive Näherungsinitiatoren, werden in der Steuerungs- und Regelungstechnik und in der Robotik im wesentlichen zur Erfassung des Nahbereichs von einigen Millimetern eingesetzt. Die zur Erzeugung eines Hochfrequenz-Magnetfeldes notwendige Spule ist hierbei meist in einem LC-Schwingkreis eines Oszillators eingebaut, wobei seine Amplitudendämpfung infolge des Wirbelstromes in einer elektrisch leitfähigen Steuerfahne ausgewertet wird. Die Meßeigenschaften werden im wesentlichen durch die Eigenschaften der Spule bestimmt. Mit einer Temperaturkompensation der Güte dieser Spule kann die Empfindlichkeit und Genauigkeit der Abstandsmessung verbessert werden. Am Beispiel eines induktiven Näherungsschalters wurden die theoretischen Ergebnisse überprüft.

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Inductive eddy-current sensor with a temperature compensated coil system

Contents Inductive displacement sensors working by the eddy-current method — especially inductive displacement switches — are used in control engineering and robotics mostly for measuring small distances of some millimeters. The high frequency magnetic field is generated by a coil that is usually part of a LC-resonant circuit of an oscillator. The de-attenuation of the oscillation amplitude by the eddy-current in an electrical conducting material is analysed. The characteristics of the measuring system is basically determined by the characteristics of the coil. The sensitivity and the accuracy of the displacement measurement can be improved by a temperature compensation of the coil quality. The theoretical results were verified by the testing of an inductive displacement switch.