电力系统概率小扰动稳定性研究进展

随着电力系统新能源渗透率的不断增大,考虑到新能源具有随机性强、波动性大等特征,会对高渗透率的新能源电力系统小扰动稳定性产生影响,从而制约电力系统的发展。为此,文章着重针对小扰动的来源、对电力系统的影响以及分析方法进行了总结归纳,首先简要介绍了小扰动的相关概念,后从风电等不确定新能源发电、电动汽车等新型负荷接入电网以及网络安全三方面阐述了各自对电力系统的影响,并对小扰动分析方法进行归类,分析了蒙特卡洛法(MCM)、随机响应面法(SRSM)和概率分配法(PCM)的相关原理以及研究现状。最后介绍了现阶段小扰动的抑制措施并提出了对未来电网发展方向的一些思考。     

Study of bulk and grain-boundary conductivity of Ln<Subscript>2+x</Subscript>Hf<Subscript>2−x</Subscript>O<Subscript>7−δ</Subscript> (Ln = Sm-Gd; x = 0, 0.096) pyrochlores

The electrical conductivity of new solid electrolytes Eu_2.096Hf_1.904O_6.952 and Gd₂Hf₂O₇ have been compared with those for different pyrochlores including titanates and zirconates Ln_2+xМ_2−xO_7−δ (Ln = Sm-Lu; M = Ti, Zr; x = 0−0.81). Impedance spectroscopy data demonstrate that Eu_2.096Hf_1.904O_6.952 and Gd₂Hf₂O₇ synthesized from mechanically activated oxides have high ionic conductivity, comparable to that of their zirconate analogues. The bulk and grain-boundary components of conductivity in Sm_2.096Hf_1.904O_6.952 (Т_synth = 1600oС), Eu_2.096Hf_1.904O_6.952 and Gd₂Hf₂O₇ (Т_synth = 1670oС) have been determined. The highest bulk conductivity is offered by the disordered pyrochlores prepared at 1600oC and 1670oC: ~1.5 × 10⁻⁴ S/cm for Sm_2.096Hf_1.904O_6.952, 5 × 10⁻³ S/cm for Eu_2.096Hf_1.904O_6.952 and 3 × 10⁻³ S/cm for Gd₂Hf₂O₇ at 780oС, respectively. The conductivity of the fluorite-like phases at the phase boundaries of the Ln_2+xМ_2−xO_7−δ (Ln = Eu, Gd; M = Zr, Hf; x ~ 0.286) solid solutions, as well as that of the high-temperature fluorite-like phases Ln_2+xМ_2−xO_7−δ (Ln = Eu, Gd; M = Zr, Hf; x = 0−0.286), is lower than the conductivity of the disordered pyrochlores Ln_2+xМ_2−xO_7−δ (Ln = Eu, Gd; M = Zr, Hf; x = 0−0.096).     

Elektrische Netzwerke aus Ohmwiderständen mit vorgeschriebenen äußeren Widerständen

Übersicht Für ein gegebenes Netzwerk, dasn Knoten und jeweils zwischen zwei Knoteni undk als Zweig den Ohm-Widerstandr _ik besitzt, kann man bekanntlich alle zwischen zwei Knoteni undk meßbaren äußeren WiderständeR _ik berechnen.In dieser Arbeit wird die umgekehrte Aufgabe behandelt: Vorgegeben seien alle äußeren WiderständeR _ik . Hieraus sollen alle Zweigwiderständer _ik des zugehörigen Netzwerks berechnet werden. Außerdem sind noch die Bedingungen anzugeben, denen die vorgeschriebenen äußeren WiderständeR _ik genügen müssen, damit sich das Netzwerk ausführen läßt.

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Electrical networks of ohmic resistances by given external resistances

Contents As is known, for a given network withn nodes, whose branches between two nodesi andk consist of ohmic resistancesr _ik we can determine all external resistancesR _ik measurable between two nodesi andk.This paper deals with the inverse problem: all external resistancesR _ik are given and in dependence of them the branch resistancesr _ik of the corresponding network will be determined. Furthermore some conditions will be specified, which have to be fullfilled by the given external resistancesR _ik in order to receive a realizable network.

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Zu meinem 80. Geburtstag haben meine beiden Nachfolger unter ehemaligen Schülern für ein Geburtstagsgeschenk eine Sammlung veranstaltet. Deren Ertrag — ergänzt durch einen Beitrag der Vereinigung der Freunde—wurde nach meinem Vorschlag für einen Wilhelm-Bader-Preis verwendet, den die Fakultät für Elektrotechnik der Universität Stuttgart für die Lösung einer von mir gestellten Aufgabe ausgelobt hat.Herrn Jürgen Haase wurde der erste Preis zuerkannt. Ich habe ihn veranlaßt, die von ihm eingereichte Lösung in freier Gestaltung für das AfE darzustellen. W. Bader, em. Ordinarius für Theorie der Elektrotechnik, Universität Stuttgart     

Thermoelectric properties of Bi and Cu co-doped Ca3Co2O6single crystals

Single crystals of Bi and Cu-doped Ca₃Co₂O₆were synthesized in a molten K₂CO₃flux. Using an obtained single crystal of (Ca_0.985(5)Bi_0.015(5))₃(Co_0.990(3)Cu_0.010(3))₂O₆elongated to the c-axis direction of the crystal structure, the electric resistivity (ρ) and Seebeck coefficient (S) were measured from room temperature to over 1000 K in air. The single crystal showed p-type semiconducting behavior with ρ values of 1.8 Ω cm at 303 K and 0.017 Ω cm at 1000 K. The S values were +254 μ VK^{− 1} at 325 K, +360 μ VK^{− 1} at 420 K, and +214 μ VK^{− 1} at 1000 K. The power factor (S ² ρ ^{− 1}) increased with an increase of temperature and attained 2.70 × 10^{− 4} Wm^{− 1}K^{− 2} at 1000 K.     

Oxygen permeation properties and surface modification of acceptor-doped CeO2/MnFe2O4 composites

The preparation and oxygen permeation properties of the (Ce_0.8Pr_0.2)O_2−δ − x vol% MnFe₂O₄ composites, where x = 0 to 35, have been investigated. The samples were prepared by the Pechini method. In the case of Ce_0.8Pr_0.2O_2−δ, an oxygen flux density of 6 μmol⋅cm⁻²⋅s⁻¹ (L = 0.0247 cm) and the maximum methane conversion of 50% were attained at 1000^∘C. Unlike composites consisting of Gd-doped CeO₂ and MnFe₂O₄, the oxygen permeability of the (Ce_0.8Pr_0.2)O_2−δ – x vol% MnFe₂O₄ composites was almost constant regardless of the volume fraction of MnFe₂O₄; however, the optimum volume fraction of MnFe₂O₄ was determined to be 5 to 25 in the context of the chemical and mechanical stabilities under methane conversion atmosphere. In addition, the surface modification of the (Ce_0.8Gd_0.2)O_2−δ – 15 vol% MnFe₂O₄ composite was performed by using the FePt nanoparticles. The catalyst loading of 2.8 mg/cm² on the both side of the 0.3 mm-thick (Ce_0.8Gd_0.2)O_2−δ – 15vol% MnFe₂O₄ composite increased the oxygen flux density from 0.30 to 0.76 μmol⋅cm⁻²⋅s⁻¹ in the case of He/air gradients; however, the effect seems to be reduced in the case of high oxygen flux density caused by a large pO₂ gradient. Moreover, the Langmuir-Blodgett film of the FePt nanoparticles were successfully prepared on the tape-cast (Ce_0.8Gd_0.2)O_2−δ – 15vol% MnFe₂O₄ composite. Hydrophobic treatments for the surface of the composite were crucial to achieve high transfer ratio for the deposition of the LB film.     

Eine abgeschirmte Schleifdrahtbrücke zur Feinmessung von Verlustwinkeln an hochwertigen flüssigen Isolierstoffen

Zusammenfassung Die Verwendung von Schleifdrähten mit vollkommen gleicher Zeitkonstante als untere Brückenzweige ermöglichte es, eine Verlustwinkelmeßbrücke nach dem Schering-Prinzip zu entwickeln, bei der die Einwirkung der Zeitkonstantenänderung auf den Verlustwinkel, die infolge der Verstellung vonR ₃ auftritt, vermieden wird. Durch einen zweiten Abgriff anR ₃ wurde erreicht, daß der Widerstand, der sich sonst mit der Prüfkapazität in Reihe schalten und so einen größeren Verlustwinkel vortäuschen würde, kurzgeschlossen wird. Der Einfluß der Störkapazitäten, die sich parallel zu den unteren Brückenzweigen legen, wird durch Anwendung der doppelten Abschirmung und Kompensation der Störkapazität parallelR ₄ mittels astatischer Gegeninduktivität beseitigt. Hierdurch wird bewirkt, daß ein Hilfszweig nach K. W. Wagner nicht benötigt wird.Bei dem neuen Aufbau der Mauschen Brücke wurde in den Nullzweig ein Übertrager gelegt, um eine bessere Anpassung an den hohen Innenwiderstand der Brücke zu erreichen. Ein Meßbereichschalter in der Hilfsbrücke ermöglicht die Messung von Prüfkapazitäten vom 1/60 fachen bis zum6fachen Betrag des Vergleichskondensators. Im dritten Brückenzweig wurde der Widerstand, der zum Abgleich des tg dient, vor den verlustlosen Kondensator gelegt. Hierdurch wird der Einfluß der Verlustkapazität, die sich vom Verbindungspunkt Widerstand—Normalkapazität nach Erde hin legt, vernachlässigbar klein.Von der Fakultät für Maschinenwesen der T. H. Hannover genehmigte Dissertation.Diese Arbeit wurde im Elektro-Institut I der Technischen Hochschule Hannover ausgeführt. Für die stete Förderung der Arbeit und die wertvollen Anregungen bin ich Herrn Prof. Dr. Schering zu tiefem Dank verpflichtet.Den Firmen Hartmann & Braun und Siemens & Halske möchte ich an dieser Stelle ebenfalls meinen Dank dafür aussprechen, daß sie zum Aufbau der Brücke verwendetes Material kostenlos zur Verfügung stellten.     

Die selbsterregten Schwingungen des Drehstrom-Doppelfeldmotors

Zusammenfassung Das die Pendelungen anfachende Moment ist beim normalen Drehstrom-Doppelfeldmotor erheblich stärker als der Wert, den H. Steudel durch eine Näherungsrechnung gefunden hat 1). Man kann das anfachende Moment durch Vergrößerung des Wicklungsquerschnittes verringern. Das von E. H. Rosen 2) vorgeschlagene Mittel, den Kupferaufwand nur im Ständer zu erhöhen, wirkt fast ebenso wie das vorige Verfahren, bietet aber praktische Vorteile für die Unterbringung der Wicklung. Die Anordnung mit Hilfswicklung auf dem Ständer nach M. Kloß 3) ermöglicht eine wirksame Dämpfung der Pendelungen, wenn man den Motor so auslegt, daß der Streuwiderstand der Hauptwicklung nicht wesentlich größer als der ohmsche Widerstand ist. Die Hilfswicklung muß einen hinreichend großen Querschnitt erhalten und wird zweckmäßig über oder neben der Hauptwicklung angeordnet. Die von H. Voigt 4 angegebene Bauart zur Unterdrückung der Pendelungen kann ebenfalls nach dem oben entwickelten Verfahren untersucht werden. Die Untersuchung ist hier nicht durchgeführt, weil die Bauart erst nach Abschluß der vorliegenden Arbeit bekannt gegeben ist.Bezeichnungen t Zeit in s - Kreisfrequenz in 1/s - =t Reduzierte Zeit - Stellungswinkel, d. i. Abweichung einer Läuferphase von der entsprechenden Ständerphase beim Scheitelwert der Phasenspannung - s=1/ d/dt= d/d Schlüpfung - U halbe Phasenspannung in V - I gesamter Phasenstrom in A - I _g Phasenstrom bei gleichförmiger Drehung in A - sI _z Zusatzstrom beim Pendeln in A - M 1,5fache Hauptinduktivität je Phase des Ständers oder Läufers in H - x _h= M 1,5facher induktiver Hauptwiderstand je Phase in - ·x _h halber Ohmscher Widerstand je Phase in - ·x _h halber Streuwiderstand je Phase in - = ²+² Scheinwiderstandszahl - = arctg / Widerstandswinkel     

Sintering and dielectric properties of Al2O3 ceramics doped by TiO2 and CuO

The effects of CuO and TiO₂ additives on the microstructure and microwave dielectric properties of Al₂O₃ ceramics were investigated. Al₂O₃ ceramics with CuO and TiO₂ additions can be well sintered to achieve 93∼98% theoretical densities below 1,360 °C due to Ti₄Cu₂O liquid phase sintering effect. The Qf values decreased with increasing CuO and TiO₂ content, due to the formation of the second phase Ti₄Cu₂O. However, the varying behaviors of the dielectric constant (ɛ _r ) and temperature coefficients (τ _f ) were associated with phase constitutions, as a result of the change of CuO and TiO₂content. The τ _f can be shifted close to 0 ppm/°C by controlling the content of CuO and TiO₂. The specimens with 0.5 wt.% CuO and 7 wt.% TiO₂ sintered at 1,360 °C for 4 h showed ɛ _r of 11.8, Qf value of 30,000 GHz, and τ _f of −7 ppm/°C.     

Kleinsignalverhalten von MOS-Feldeffekttransistoren

Übersicht Aus dem physikalischen Verhalten von MOS-Transistoren werden Vierpolgleichungen und Ersatzschaltbilder für ein Transistorsegment abgeleitet, die das Kleinsignalverhalten beschreiben und den Einfluß der Verarmungszone zwischen Kanal und Substrat und den endlichen Ausgangsleitwert des abgeschnürten Transistors mit kurzem Kanal enthalten. Zur Berechnung der Kettenmatrix des Gesamttransistors wird ein einfacher Algorithmus angegeben und durch zwei Näherungslösungen für tiefe und hohe Frequenzen ergänzt. Der Theorie wird ein numerisches Berechnungsbeispiel für einen Transistor mit kurzem Kanal zur Seite gestellt.

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Contents From the physical behaviour of MOS transistors four-terminal equations and equivalent circuit diagrams for a segment of an MOS transistor are derived which include the influence of the reverse biased depletion layer between channel and substrate and the finite output admittance of the short-channel saturated transistor. A simple algorithm is specified which allows calculation of the chain matrix of the overall transistor, and completed by two approximation solutions valid for low and high frequencies, respectively. The theory is illustrated by numerical calculations for a short-channel transistor.

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Verzeichnis der verwendeten Formelzeichen b Kanalbreite - C ₀ flächenbezogene Oxidkapazität - C _ox Oxidkapazität im ohmschen Bereich - C _sp flächenbezogene Kapazität der Verarmungszone - E _y y-Komponente der elektrischen Feldstärke - E _kr kritische Feldstärke - G ₀ maximale NF-Vorwärtssteilheit - i Kanalstrom, Augenblickswert - Kanalstrom, Zeiger - i _G Gatestrom, Augenblickswert - _G Gatestrom, Zeiger - i _p Abschnürstrom, Augenblickswert - I _p Abschnürstrom, stationärer Wert - i _sp Strom über die Verarmungszone, Augenblickswert - _sp Strom über die Verarmungszone, Zeiger - ₁ Eingangsstrom eines Vierpols, Zeiger - ₂ Ausgangsstrom eines Vierpols, Zeiger - j _G Dichte des Gatestroms - j _sp Dichte des Stroms über die Verarmungszone - j _y Dichte des Kanalstroms - l Kanallänge - l Kanallänge des ohmschen Bereichs - n Elektronendichte - N _A Akzeptorendichte - q positive Elementarladung - u(y) Kanalspannung, Augenblickswert - U(y) Kanalspannung, stationärer Wert - U(y) Kanalspannung, Zeiger - u _G effektive Gate-Source-Spannung, Augenblickswert - U_G effektive Gate-Source-Spannung, stationärer Wert - U_G effektive Gate-Source-Spannung, Zeiger - U _i Inversionsspannung - u _ox effektive Oxidspannung, Augenblickswert - U _ox effektive Oxidspannung, stationärer Wert - U_ox effektive Oxidspannung, Zeiger - u _sp Spannung über der Verarmungszone, Augenblickswert - U_sp Spannung über der Verarmungszone, Zeiger - U₁ Eingangsspannung eines Vierpols - U₂ Ausgangsspannung eines Vierpols - v _gr Grenzgeschwindigkeit von Elektronen im Halbleiter - Hl Dielektrizitätskonstante des Halbleiters - effektive Elektronenbeweglichkeit     

Der Einfluß der Luftdichte nach den neuen IEC-Mittelwerten für Kugelfunkenstrecken

Zusammenfassung Aus den neuen IEC-Mittelwerten wird auf Grund von Ähnlichkeitsgesetzen der Einfluß der Luftdichte errechnet. Die FunkenspannungU ist nur in erster Annäherung der Luftdichte proportional. In Wirklichkeit hängt der Einfluß der Luftdichte (Korrektionsfaktork, U=k · U _n ) in verwickelter Weise vom KugeldurchmesserD, von der Schlagweites, von den Potentialen der Kugeln gegen Erde, der Polarität und der Größe der Luftdichte selbst ab. Dies rührt davon her, daß man die Korrektion eigentlich nicht an der Spannung, sondern an den Elektrodenabmessungen (Schlagweite und Kugeldurchmesser) anzubringen hat. Die Funkenspannung ändert sich durchweg weniger als proportional mit der Luftdichte, am wenigsten bei kleinem Verhältniss/D und beliebiger Potentialverteilung und Polarität und bei großem Verhältniss/D und einpoliger Erdung. Dazwischen liegt eine Stelle, bei der sich der Funkenspannungsverlauf am meisten der Proportionalität mit der Luftdichte nähert. Diese Stelle (Minimum vonk bei < 1) stimmt mit der Stelle des Minimums der Durchbruchfeldstärke überein, wie überhaupt der Verlauf vonk dem Verlauf der Durchbruchfeldstärke auch bezüglich der Abhängigkeit vons/D, D, dem Potentialverlauf und der Polarität ähnelt.Bei symmetrischer Spannungsverteilung an den Polen überwiegt oberhalb vons=0,5 cm der Einfluß des Kugeldurchmessers, so daß es berechtigt ist, Korrektionsfaktorenk nach Tafel 4 aufzustellen, die nur vonD und von abhängen.Auch bei gestörter Funkenstrecke (Käfigfunkenstrecke) gelten die Ahnlichkeitsgesetze, dagegen nicht mehr bei Auftreten von Vorentladungen, insbesondere bei Stoßspannungen.Die auf Grund von Meßwerten (IEC-Mittelwerte) bestimmte Luftdichtenabhängigkeit wird mit Angaben von Peek und Ver Planck verglichen, die beide nicht von Meßwerten, sondern von Formeln abgeleitet und daher, insbesondere bei Ver Planck, nicht genau sind.     

Hydrogenation induced transformation of paramagnetism to room-temperature ferromagnetism in co-doped TiO2 ceramics

Effects of Co _x Ti _1−x O _2−δ on the sinterability and the ferromagnetism properties of Co ₂sO ₃/TiO ₂ (0.0 < x < 0.06) ceramics are investigated in this paper. It is found that the Co-doped Ti O ₂ ceramics transform from paramagnetism to room-temperature ferromagnetism (RTFM) after hydrogenation. With annealing temperatures at 600^∘ C and 1000^∘ C, these as-prepared samples present anatase and rutile structures respectively, which are analyzed with X-ray diffraction (XRD). After hydrogenation, the relation between temperature variations and the magnetic susceptibility for the hydrogenated samples were measured under zero-field-cooled and field-cooled conditions by using SQUID magnetometer. And the hysteresis loops are observed. These ferromagnetism resonance data suggest that the observed RTFM is at least partly due to the Cobalt nano-particles in our hydrogenated samples.     

Control of 0.2CaTiO3-0.8Li0.5Nd0.5TiO3 microwave dielectric ceramics by additions of Bi2Ti2O7

Ceramics of 0.2CaTiO₃-0.8Li_0.5Nd_0.5TiO₃) have been prepared by the mixed oxide route using additions of Bi₂O₃-2TiO₂ (up to 15 wt%). Powders were calcined 1100^∘C; cylindrical specimens were fired at temperatures in the range 1250–1325^∘C. Sintered products were typically 95% dense. The microstructures were dominated by angular grains 1–2 μm in size. With increasing levels of Bi₂O₃-2TiO₂ additions, needle and lath shaped second phases developed. For Bi₂Ti₂O₇ additions up to 5 wt%, the relative permittivity increased from 95 to 131, the product of dielectric Q value and measurement frequency increased from 2150 to 2450 GHz and the temperature coefficient of resonant frequency (τ _f ) increased from −28pp/^∘C to +22pp/^∘C. A product with temperature stable τ _f could be obtained at ∼2 wt% Bi₂Ti₂O₇ additions. For high levels of additives, there is minimal change in relative permittivity, the Qxf values degrade and τ _f becomes increasingly negative.     

Einheitliches Berechnungsverfahren für Stromverdrängungsmotoren mit Ein- und Mehrnutläufern

Zusammenfassung In Abschnitt A werden zunächst allgemein gültige Beziehungen für den Primärstrom und das Drehmoment jedes Stromverdrängungsläufers abgeleitet. Mit Hilfe dieser Beziehungen wird alsdann der Einfluß der Widerstandserhöhung und Induktivitätsverminderung beim Anlauf des Stromverdrängungsläufers auf Anlaufmoment und Anlaufstrom und den Gütefaktor des Anlaufs untersucht.In Abschnitt B werden Wirk- und Blindwiderstandsfaktor des Doppelkäfigläufers unter Berücksichtigung des Streublindwiderstandes des äußeren Stabes berechnet. Die Stromverdrängung in den Stäben wird zunächst vernachlässigt, später jedoch berücksichtigt und ihr Einfluß auf den Wirk- und Blindwiderstandsfaktor diskutiert.In Abschnitt C wird die Primärstromortskurve des Doppelkäfigläufers behandelt. Es wird gezeigt, wie sich diese Ortskurve mit IIilfe des Ossannakreises des stromverdrängungsfreien Motors und zweier Schmiegungskreise (für große bzw. für kleine Schlupfwerte), ferner eines Anlaufkreises, auf dem die Anlaufpunkte bei veränderlichem Verhältnis der Stabwiderstände liegen, in einfacher Weise aufbauen läßt.In Abschnitt D wird in kürzester Form auf die Vorausberechnung des Stromverdrängungsläufers eingegangen.     

Thermal and dielectric properties of ZnO-B2O3-MO3glasses (M = W, Mo)

Glasses in the ZnO-B₂O₃-MO₃(M = W, Mo) ternary were examined as potential replacements to PbO-B₂O₃-SiO₂-ZnO glass frits with the low firing temperature (500–600^∘C) for the dielectric layer of a plasma display panels (PDPs). Glasses were melted in air at 950–1150^∘C in a narrow region of the ternary using standard reagent grade materials. The glasses were evaluated for glass transition temperature (T _g ), softening temperature (T _d ), the coefficient of thermal expansion (CTE), dielectric constant (ε _r ), and optical property. The glass transition temperature of the glasses varied between 470 and 560^∘C. The coefficient of thermal expansion and the dielectric constant of the glasses were in the range of 5–8 × 10^{− 6}/^∘C and 8–10, respectively. The addition of MO₃to ZnO-B₂O₃binary could induce the expansion of glass forming region, the reduction of T _g and the increase in the CTE and the dielectric constant of the glasses. Also, the effect of the addition of MO₃to ZnO-B₂O₃binary on the transmittance in the visible-light region (350–700 nm) was investigated.     

Die Kapazität einer einlagigen Spule mit Berücksichtigung der Drahtstärke und des Windungsabstandes

Zusammenfassung Die Kapazität einer Spule wird folgendermaßen definiert: Die Frequenz eines Schwingungskreises, der aus der Spule und einem äußeren variablen Kondensator besteht, ist eine transzendente Funktion der Kondensatorkapazität mit unendlich vielen Zweigen — der Grundfrequenz und den Oberfrequenzen. Die transzendente Kurve der Grundfrequenz fällt asymptotisch mit der algebraischen Kurve der Thomsonschen Formel zusammen, wenn darin zur Kondensatorkapazität eine gewisse Konstante die Spulenkapazität addiert wird. Zahlentafel 1 zeigt, daß die beiden Kurven fast vollständig bis der freischwingenden Spule herab (verschwindenden Kondensatorkapazität) zusammenfallen. Als theoretischen Wert der Spulenkapazität findet Verfasser für eine einlagige Spule ohne Kern 1,111 (+/2n) R F, wo R der Spulenradius in cm,n die Windungszahl der Spule, und angegebene Funktionen der Spulenform sind und eine Funktion der Ganghöhe und der Dielektrizitätskonstante der Drahtisolation ist.     

Quality assurance of PASADENA hyperpolarization for 13C biomolecules

Object  Define MR quality assurance procedures for maximal PASADENA hyperpolarization of a biological ¹³C molecular imaging reagent. Materials and methods  An automated PASADENA polarizer and a parahydrogen generator were installed. ¹³C enriched hydroxyethyl acrylate, 1-¹³C, 2,3,3-d₃ (HEA), was converted to hyperpolarized hydroxyethyl propionate, 1-¹³C, 2,3,3-d₃ (HEP) and fumaric acid, 1-¹³C, 2,3-d₂ (FUM) to hyperpolarized succinic acid, 1-¹³C, 2,3-d₂ (SUC), by reaction with parahydrogen and norbornadiene rhodium catalyst. Incremental optimization of successive steps in PASADENA was implemented. MR spectra and in vivo images of hyperpolarized ¹³C imaging agents were acquired at 1.5 and 4.7 T. Results  Application of quality assurance (QA) criteria resulted in incremental optimization of the individual steps in PASADENA implementation. Optimal hyperpolarization of HEP of P = 20% was achieved by calibration of the NMR unit of the polarizer (B ₀ field strength ± 0.002 mT). Mean hyperpolarization of SUC, P = [15.3 ± 1.9]% (N = 16) in D ₂O, and P = [12.8 ± 3.1]% (N = 12) in H ₂O, was achieved every 5–8 min (range 13–20%). An in vivo ¹³C succinate image of a rat was produced. Conclusion  PASADENA spin hyperpolarization of SUC to 15.3% in average was demonstrated (37,400 fold signal enhancement at 4.7 T). The biological fate of ¹³C succinate, a normally occurring cellular intermediate, might be monitored with enhanced sensitivity.     

Die doppeltverkettete Streuung von mehrphasigen Mehrlochwicklungen mit Durchmesserschritt

Zusammenfassung Für verschiedene Phasen- und Lochzahlen je Pol und Phase sind die Werte der abgeleiteten Beziehung, die auch für Phasenzahlen kleiner als 1 ihre Gültigkeit behält, in einer Tafel zusammengestellt. In Anbetracht der Vorteile von vielphasigen Wicklungen wird eine 12phasige Schaltung für 3phasigen Netzanschlu\ angegeben.Mit Rücksicht auf die Wichtigkeit für die Berechnung der Drehmomente von Oberfeldern sind für den Käfiganker die Werte der doppeltverketteten Streuung in Abhängigkeit von den Phasenzahlen (m=0,3 bis 40) in Kurvenform dargestellt. Diese gelten auch für die sogenannten oberfeldarmen Wicklungen, bei denen die Phasenzahl durch Kunstschaltungen soweit erhöht wird, da\ nur mehr die Lochzahlq=1 verbleibt.Bezeichnungen m Phasenzahl des Strombelages - q Stabzahl je Polpaar und Phase - _d Koeffizient der doppeltverketteten Streuung - Ordnungszahl der Stäbe je Pol und Phase - Ordnungszahl der Phasen - v Ordnungszahl der Oberfelder - Abszisse des ersten Stabes der ersten Phase (Bogenma\) - x Abszisse der Feldkurve in elektrischen Graden - zeitlicher Phasenwinkel des Stromes der ersten Phase ( elektr.) - p Polpaarzahl - y Ordinate der Feldkurve - y ₁ Amplitude der Grundwelle - _v Amplitude desv-ten Kosinusgliedes - b _v Amplitude desv-ten Sinusgliedes - Z Zähnezahl des Käfigläufers     

Der Stabbruch im Käfigläufer eines Asynchronmotors

Übersicht Die Erscheinungen bei einem Stabbruch werden durch Ausgleichswellen verursacht, die von der Störstelle aus nach beiden Seiten laufen. Die Wirkung auf das Grundbetriebsverhalten ist gering, doch besteht die Gefahr der Vergrößerung des Fehlers durch Überlastung und Zerstörung auch der benachbarten Stäbe. Die Aufspürung solcher Fehlstellen steht hier im Vordergrund. Die in einer Prüfspule induzierte Spannung besteht aus einer Vielzahl von höheren Harmonischen, wobei das Spektrum keine Auskunft über den Fehler liefert. Alle Wellen stehen aber in einem festen Phasenzusammenhang, so daß die induzierte Spannung einen sehr definierten Verlauf beschreibt. In dieser Spannung sind alle Informationen über Art, Größe und Ort der Fehlstelle enthalten.Wird die Ausgleichsfunktion als gedämpfte Wanderwelle beschrieben, so können alle Größen ortsabhängig wie zeitlich geschlossen dargestellt werden. Anhand von Zeigerdiagrammen kann der Verlauf der Größen zu jedem Zeitpunkt und an jeder Stelle bestimmt werden. Der Spannungsverlauf in einer Prüfspule enthält nur einen Bruchteil der Information, so daß besser die Hüllkurve zur gesamten Beurteilung herangezogen wird. Die Hüllkurve des Spulenflusses speziell und besser des Störflußanteils allein geben eine deutliche Auskunft. Dies zeigt auch die Messung des Zahnflusses einer gestörten Maschine. Auf diese Weise läßt sich auch die zusätzliche Umfangskraft aus dem Störfeld bestimmen, die aus einem zeitlich konstanten Anteil und einem mit doppelter Frequenz pulsicrenden Anteil besteht, der zu unruhigem Lauf Anlaß gibt.

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Broken bar in a squirrel-cage rotor of an induction motorPart 2: Effects and detection

Contents The effects caused by the rotor anomaly, the broken bar, can be described by free, damped field waves in the air gap travelling in both directions. The influence on the overall performance is very small, but there is the possibility of damage to the bars next to the broken bar by overheating. In this paper the detection of such faults is shown. The induced voltage in a test winding caused by a broken bar gives a lot of higher harmonics but this spectrum can not give answer about the fault. All waves have a very strong phase condition between each other so that all informations about the kind and size of the fault and the position on the rotor are given by this induced voltage.By using free travelling field waves all values can be calculated at each position and for each time. The envelope curve of the induced voltage of the additional flux density in a test winding shows all effects caused by the rotor anomaly. The tooth flux of the additional field wave can be obtained by integration. Very accurate triggering depending on the rotor position made it possible to record the tooth flux at well-defined instants of time and place and to get the envelope curve by recording many times.

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Verwendete Symbole Komplexes Widerstandsverhältnis - a ₀ Wellenzahl der Grundwelle - a _w Wellenzahl der Ausgleichswelle - B _A Anfangsamplitude der Induktionswelle - B Luftspaltinduktion der heilen Maschine - f spezifische Schubkraft auf dem Umfang - I _R Ringstrom - I _st Stabstrom - I _A Ausgleichsstrom - R _R Ringwiderstand - R _st Stabwiderstand - S _w Dämpfungsstrecke der Ausgleichswelle - s Schlupf - t Zeit - U _i induzierte Spannung - V ₀ synchrone Umlaufgeschwindigkeit - X _R Streureaktanz des Ringes - X _st Streureaktanz des Stabes - X _Z Reaktanz eines Zahres - X _s Statorwegkoordinate - X _R Rotorwegkoordinate - _i Jochfluß - _sp Spulenfluß - ₀ Kreisfrequenz Teil 1. Arch. Elektrotech. 67 (1984) 91–99     

Optimierung des Wicklungssystems bei permanentmagneterregten AC — Servomotoren

Übersicht Es wird gezeigt, daß die Drehmomentwelligkeit durch geeignete Wahl des Wicklungssystems wirksam reduziert und auf eine gegenseitige Schrägung oder Staffelung zwischen Ständer und Läufer verzichtet werden kann. Für die Unterdrückung von Nutrastspektrallinien wird eine Gesetzmäßigkeit vorgestellt, die eine optimale Wahl von Ständernutzahl und Wicklungssystem ermöglicht. Im direkten Vergleich zwischen Rechnung und Messung wird die Optimierungsmethode bestätigt. Die lastabhängigen Pendelmomente werden berechnet und Parameter zur Reduzierung der lastabhängigen Pendelmomente diskutiert. Am Beispiel 6-poliger Servomotoren wird gezeigt, daß eine Wicklungsunsymmetrie ein weiterer Optimierungsparameter sein kann. Unter Berücksichtigung der Wicklungsunsymmetrie wird die Drehmomentwelligkeit berechnet und im Vergleich zur Messung bestätigt.Contents It is shown that the torque ripple can be effectively reduced by a suitable winding system, and it is possible to avoid skewing or staggering between stator and rotor. In order to reduce slot ripple spectral lines a method is presented which makes possible to optimize the number of stator slots and the winding system. A direct comparission between calculation and measurement verifies the optimizing method. The load-dependent torque ripples are calculated and parameters are discussed to reduce the load-dependent torque ripples. By example of servomotors with the number of pole pairs 2p=6 it is shown that an asymmetrical winding can be another optimizing-parameter. Under consideration of the asymmetrical winding the torque ripple is calculated and verified in comparision with measurements.

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Formelzeichen p Polpaarzahl - mechanische Kreisfrequenz - GGT(X,Y) größter gemeinsamer Teiler vonX undY - q=(Z/N) Lochzahl-Zähler/Nenner (Z undN sind teilerfremd) - R Bohrungsradius - Ständerpaketlänge - Luftspalt - h _m Magnethöhe - h _s Nutschlitzhöhe - b _s Nutschlitzbreite - _s Schrägungswinkel - _p Polteilung - _T Teilmagnetbedeckungsgrad - _p Polbedeckungsgrad - t ₀ Anzahl der Teilmagnete pro Pol - R ₁ Ständerstrangwiderstand - L ₁ Strang-Selbstinduktivität - M ₁ Strang-Gegeninduktivität - w ₁ Strangwindungszahl - W Spulenweite - _S Sehnungswicklungsfaktor - _SCH Schrägungsfaktor