Numerische Untersuchung des Sperrverhaltens von planarenpn-Übergängen mit Feldplatten

Übersicht Die Sperreigenschaft eines planarenpn-Überganges mit einer einstufigen Feldplatte wird untersucht, wobei die bisher in der Literatur verwendete Idealisierung einer unendlich langen Feldplatte fallengelassen wird. Es wird der Einfluß der Feldplattenlänge, der Diffusionstiefe und der Oberflächenladungsdichte durch Lösung der zweidimensionalen Poisson-Gleichung mit der Methode der finiten Differenzen berechnet und das Auftreten einer optimalen Feldplattenlänge gezeigt. Weiterhin wird die Durchbruchspannung einer zweistufigen Feldplattenstruktur berechnet, die von anderen Autoren experimentell untersucht worden ist.

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Numerical investigation of the blocking capability of planarp-n junctions equipped with field plates

Contents The blocking capability of the planarp-n junction with a single-step metal field plate is studied. The breakdown voltage as a function of diffusion depth, field plate length and surface charge density is investigated. The calculations are based on the numerical solution of the Poisson equation using the finite difference method. Eliminating the commonly used idealization of an infinite field plate results in the occurrence of an optimal field plate length. Furthermore, the breakdown voltage of a planar junction equipped with a two-step field plate experimentally investigated by other authors is calculated.

     

Berechnung zweifach gespeister Drehstrom-Unsymmetriefehler mit Admittanzmatrizen

Übersicht Man kann die Fehlerströme in einem Drehstromnetz mit Hilfe von Impedanzmatrizen berechnen.¹ In dieser Rechnungsart werden die Gleichungen durch Grenzübergänge für unendlich große Fehlerwiderstände der jeweiligen Phasen gewonnen. Durch Benutzung der Admittanzmatrizen können diese Grenzübergänge vermieden, und die für jede Fehlerart gültigen Gleichungen gefunden werden.Mit 6 Textabbildungen     

Application of the evolution strategy to optimize multistep field plates for high voltage planar pn-junctions

Contents The blocking capability of a high voltage planar pn-junction, equipped with a five-stepped field plate and a channelstopper is optimized. The breakdown voltage of the optimized structure is 92% of the bulk breakdown voltage (2000 volts). The structure without field plate reaches only 21% of the bulk breakdown voltage. It is shown, how the optimization procedure can be carried out almost automatically taking advantage of the evolution strategy. The method is demonstrated and the benefits are elaborated in comparison to the conventional optimization procedure.

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Anwendung der Evolutionsstrategie zur Optimierung mehrstufiger Feldplatten für hochsperrende planare pn-Übergänge

Übersicht Die Blockierfähigkeit eines hochsperrenden planaren pn-Übergangs mit einer fünfstufigen Feldplatte und einer Stoppzone wird optimiert. Die Durchbruchspannung der optimierten Struktur beträgt 92% der Volumendurchbruchspannung (2000 Volt). Ohne Feldplatte erreicht die Struktur nur 21% der Volumendurchbruchspannung. Es wird gezeigt, wie durch Nutzung der Evolutionsstrategie das Optimierungsverfahren nahezu selbständig durchgeführt werden kann. Die Methode wird vorgestellt und die Vorteile gegenüber dem konventionellen Optimierungsverfahren werden präsentiert.

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Dedicated to Prof. Dr.-Ing. Manfred Stiebler on the occasion of his 60th birthday     

Betriebsdiagramme langer Fernleitungen

Übersicht Es werden verfahren angegeben, die es gestatten, die Zusammenhänge zwischen den wichtigsten Betriebsgrößen einer homogenen Fernleitung bstimmter Länge unter Berücksichtigung der Verluste so darzustellen, daß sich als Ortskurven für alle Größen Kreise ergeben. Dadurch lassen sich in Abhängigkeit von der am Ende einer bestimmten Leitung abgegebenen Leistung die am Anfang der Leitung auftretenden Beträge der Wirk- und Blindleistung, der Spannung, des Stromes und dazu auch der Wirkungsgrad und die Verlustleistung der Übertragung, der Verdrehungswinkel der Spannungen und der Ströme in beliebigen Kombinationen in einem einzigen Ortskurvendiagramm erfassen. Die als Beispiele angegebenen Diagramme gelten für eine 380 kV-vierfachbündelleitung mit einer Länge von 600 km.Mit 12 TextabbildungenDie vorliegende Arbeit enstand im wesentlichen während der Tätigkeit des Verfassers als Lehrbeauftragter und Assistent am Lehrstuhl und Institut für Elektrische Anlagen der Technischen Hochschule Stuttgart     

A real-time digital simulation model of the electromagnetic transients of one phase short circuit of double-circuit high-voltage line on the same tower

Contents New models are presented for one-phase earth short circuits of a double-circuit high-voltage three-phase power transmission line (DHTT) and appropriate integration methods as well as the relevant computation scheme are described. Simulation of the electromagnetic transients of the one-phase earth short circuit of the DHTT shows that using parallel processing, the models including their integration methods and computation steps are suited for real-time simulation of faults.

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Ein digitales Echtzeitsimulationsmodell für die elektromagnetischen Ausgleichsvorgänge bei einem einphasigen Kurzschluß an einer Doppelkreis-Hochspannungsleitung auf demselben Mast

Übersicht Es werden neuartige Modelle für einphasige Kurzschlüsse gegen Erde einer Doppelkreis-Hochspannungs-Drehstrom-Übertragungsstrecke (DHDUE) aufgestellt und geeignete Methoden zur digitalen Integration sowie relevante Rechenschemata entwickelt. Die Simulation der elektromagnetischen Ausgleichsvorgänge bei einphasigen Kurzschlüssen gegen Erde an der DHDUE zeigt, daß die Modelle einschließlich ihrer Integrationsmethoden und Rechenschritte zur Echtzeitsimulation von Fehlern auf Parallelprozessorsystemen geeignet sind.

     

Zur Spannungsmessung mittels Grenzspannungen und Funkenspannungen

Zusammenfassung Auch Grenzübergänge ohne Funkenbildung können zur Spannungsmessung dienen (Grenzspannungen); Tafeln für eine ersatzweise Benutzung der Grenzstromstärken sind erwünscht. Zur vollen Ausnutzung der möglichen Meßgenauigkeit ist auf die Feinstruktur der Übergänge Rücksicht zu nehmen; jede einzelne Grenzkurve zerfällt in Stufen mit Knicken und Sprungstellen, deren Lage von der Art der Spannungserzeugung sowie den Konstanten der Zuleitung und nicht nur (selbst bei eindeutiger Käfigung) von den Konstanten der Meßfunkenstrecke abhängig ist.Die Forderung, daß beim Übergange eine Funkenbildung stattfindet, beschränkt zudem die Auswahl und gibt der Elektrodenkapazität erhöhte Bedeutung. Jede Versuchsanordnung besitzt genau genommen eine eigenc Eichtabelle des zugehörigen Funkenspannungsverlaufes.     

Die Gleichstrommaschine als Stabilitätsproblem

Übersicht Es wird das Regelproblem der Kollektormaschine allgemein untersucht, d.h. es werden die Schwingungsformen und-amplituden der Ausgleichsvorgänge bei Regulier- und Last- oder auch Spannungsstößen aller Art bestimmt. In sowohl einer praktischen Näherungslösung als auch einer vollgültigen exakten Lösung werden speziell die Stabilitätsgrenzen aufgezeigt. In einem praktischen Beispiel wird der Einfluß von Last- und Spannungsstößen auf Strom und Drehzahl der Maschine errechnet und die Größe der zulässigen Ankerrückwirkung auf das Feld bestimmt.Mit 6 Textabbildungen.     

Hochvakuum-Kathodenmehrstrahl-Oszillograph

Zusammenfassung Nach einem historischen Überblick über das Gebiet werden die an eine leistungsfähige abgeschmolzene Kathodenstrahlröhre zu richtenden Anforderungen aufgestellt. Der Strahlengang und die zweckmäßigste Stellung der Ablenkplatten werden untersucht und eine Zweistrahlröhre gebaut, die es gestattet, zwei verschiedene Vorgänge unabhängig voneinander zu oszillographieren. Die Meßablenkung der aus einer gemeinsamen Glühkathode gewonnenen Strahlen erfolgt elektrostatisch vor dem gemeinsamen elektrischen Objektiv, die Zeitablenkung magnetisch in der Objektivebene. Die Empfindlichkeit beträgt gleichmäßig für beide Strahlen bei einer Anodenspannung von 10 kV 0,2 mm/V, der Leuchtfleckdurchmesser 1,5 mm und der zugehörige Strahlstrom 8 A. Aufgenommene Oszillogramme werden wiedergegeben und Vorschläge für einen Vierstrahloszillographen gemacht.Die Arbeit wurde im Röhrenlaboratorium an der T. H. Berlin in der Zeit von März bis September 1935 durchgeführt. Für Anregung und Unterstützung meiner Arbeit bin ich Herrn Dr.-Ing. M. Knoll zu Dank verpflichtet; ferner danke ich der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Ermöglichung der Versuche.     

Untersuchungen über den Einfluß von Erdschluß- und Ausgleichspulen auf die gegenseitige Beeinflussung von Drehstromsystemen bei Erdschluß

Zusammenfassung Der Untersuchung liegt ein 50 kV-Netz von rd. 814 km Freileitung und 5,5 km Kabel zugrunde, das auf einer Länge von 98 km mit einem 100 kV-System auf gleichen Masten parallel läuft. Tritt in einem der beiden Systeme ein Erdschluß auf, so wird in das gesunde mit Erdschlußlöschung versehene System eine Sternpunktspannung gegen Erde übertragen, die sich den normalen Sternspannungen überlagert und unter dem Einfluß der Erdschlußspulenabstimmung störende Werte annehmen kann.Die Berücksichtigung der Dämpfung des gelöschten Netzes ergibt gegenüber dem verlustlosen Fall eine beträchtliche Verminderung der übertragenen Sternpunktspannung, die in Abhängigkeit vom Kompensationszustand mit und ohne Berücksichtigung der Verluste dargestellt wird. Aus dem Verlauf der Störspannungen ergibt sich, abgesehen von den für den Betrieb des vorliegenden Falles zu hohen Störspannungswerten, daß es in ähnlichen Fällen zweckmäßig ist, insbesondere bci geringer Dämpfung, mit mäßiger Überkompensation zu fahren, um bei Abschaltung von Netzteilen nicht in das Gebiet hoher Spannungen zu kommen. Unter dem Einfluß der Dämpfung verschiebt sich der Höchstwert der übertragenen Spannungen in das Gebiet der Überkompensation, so daß zur Vermeidung des Höchstwertes der übertragenen Spannungen in obigem Sinne eine beachtliche Verstimmung erforderlich wird.Um die störenden Sternpunktspannungen zu vermeiden und auch bei Erdschluß in einem der beiden Systeme einen einwandfreien Betrieb der gesunden Leitung zu gewährleisten, kann man die Sternpunkte der beiden Systeme durch eine Ausgleichspule oder gleichwertige Anordnungen verbinden, die die übertragene Störspannung beseitigen oder auf sehr kleine, unbedenkliche Werte herabsetzen. Dabei zeigt sich, daß die Reststernpunktspannung einerseits mit wachsender Dämpfung des Erdschlußspulenkreises des gesunden Netzes, andererseits mit sinkenden Verlusten der Ausgleichsdrossel oder der ihr gleichwertigen Anordnungen absinkt.     

Über ein neues Kurzzeitmeßgerät mit Thyratron-Steuerung zur Fehlerortung an Hochspannungsleitungen

Übersicht Es wird ein Ortungsgerät beschrieben, das nach dem Hochspannungsimpuls-Verfahren arbeitet und zur Einmessung von Fehlern an Hochspannungsfreileitungen und an Kabeln entwickelt wurde¹. Auf einfache Handhabung des Ortungsgerätes und einfache Bauteilgestaltung wurde besonderer Wert gelegt. Die Fehleranzeige erfolgt ballistisch an einem Lichtstrich-Galvanometer mit Spannbandlagerung, dessen Skala unmittelbar in km geeicht ist.Den Hochspannungsimpuls, der zugleich Meßimpuls ist, erzeugt eine Funkenstrecke durch Entladung eines Kondensators. Eine Anpassung des Ortungsgeräts an den jeweiligen Wellenwiderstand der zu messenden Leitung ist nicht erforderlich, da zur Fehlerortsbestimmung lediglich das Zeitintervall zwischen dem Ausgangsimpuls und dessen erstem Echo am Meßort erfaßt wird. Dies geschieht durch ein näher beschriebenes Kurzzeitmeßgerät mit Thyratronsteuerung.Es werden unter anderem die Zusammenhänge untersucht, die zwischen Leitungslänge und Rückenlänge der Wanderwellenimpulse bestehen. Am Schluß der Darstellung wird die Schaltung eines Zusatzgerätes beMit 17 Textabbildungen     

Bemessung von Transformatoren

Zusammenfassung Nach einer kurzen Betrachtung über die Wahl des Verlustverhältnisses bei Transformatoren wird auf Grund der Leistungsgleichung und unter der Voraussetzung des Verlustgesetzes das Verlustverhältnis begründet. Mit ihm und dem Preisgesetz, das die Gleichheit von Eisenkosten und Wicklungskosten festlegt, und dem Beanspruchungsgesetz, durch das die Abhängigkeit der Stromdichte von der Kerninduktion bestimmt, wird eine Gleichung für den Fluß des Transformators abgeleitet, in welcher das Verhältnis Eisenlänge zu Wicklungslänge als Veränderliche enthalten ist.Auf Grund von geometrischen Beziehungen wird dieses Längenverhältnis weiter untersucht und es werden Gleichungen dritten Grades gefunden, deren Auswertung zu geradlinigen Funktionen des Längenverhältnisses einerseits vom Fensterverhältnis, anderseits von der Wurzel aus den Füllfaktoren führt. Man erhält also Geradengleichungen für das Längenverhältnis, deren Konstante für jede Transformatortype verschieden sind. Auf Grund der verschiedenen Beziehungen wurde eine Gleichung für die Kerninduktion des Transformators in Abhängigkeit von den vorgeschriebenen Verlusten gefunden.Die Untersuchung der Streuung des Transformators führt letzten Endes zu einer Gleichung, in welcher das Fensterverhältnis in Abhängigkeit von der vorgeschriebenen Streuspannung, der Transformatorleistung und den vorgeschriebenen Verlusten dargestellt ist. Die Streuspannung ergibt sich in einfacher Weise aus Kurzschlußspannung und ohmschem Spannungsabfall, welch letzterer ja wieder durch die vorgeschriebenen Verluste des Transformators bedingt ist. Es ergibt sich demnach, daß eine vorgeschriebene Kurzschlußspannung bei einer gegebenen Transformatortype und gegebenem Fensterfüllfaktor zu einem ganz bestimmten Fensterverhältnis führt.Weiterhin wurde gefunden, daß in allen Fällen, in denen die Induktionsgleichung eine Kerninduktion ergibt, welche wesentlich unter 13000 bzw. bei Oberwellenausgleich 15000 G liegt, hochlegierte Bleche vorausgesetzt, die Kerneinschnürung und Jochverstärkung bei gleichen Verlusten zu einem billigeren Transformator führt, welcher sonst die gleichen Eigenschaften, auch die gleiche Kurzschlußspannung, hat. An einem Beispiel wird die Richtigkeit der gefundenen Beziehungen bewiesen.     

Technologien für Hochvolt-ICs

Übersicht Zur Herstellung von Smart Power ICs und Smart Power Einzeltransistoren für Spannungen >100 V wird eine Vielzahl unterschiedlicher Technologien eingesetzt, die sich in Durchführungsaufwand, Bauelementrepertoire sowie Spannungsfestigkeit und möglichen Schaltungstopologien unterscheiden. Wichtigstes Unterscheidungsmerkmal ist die Technologie, mit der die unterschiedlichen Bauelemente und Schaltungsteile auf einem Chip gegeneinander isoliert werden: Selbstisolation, Isolation durch pn-Übergänge und dielektrische Isolation. Möglichkeiten und Begrenzungen der verschiedenen Technologieansätze sowie ihr Einsatz zur Erfüllung unterschiedlicher Produktanforderungen werden diskutiert.

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Technologies for high-voltage ICs

Contents For manufacture of smart power ICs and discrete smart power transistors for >100 V a wide range of technologies are used that differ in the complexity of implementation, the spectrum of devices, the voltage blocking capability and the allowed circuit topologies. Most important characteristic is the method of isolation the different devices and subcircuits on the same chip: self-isolation, junction-isolation and dielectric isolation. Both the potential and the restrictions of the different approches will be discussed and their use to fulfill different product requirements.

     

Korona-Entladungen an der Spitze-Platte-Funkenstrecke

Übersicht Zur Klärung der Vorgänge bei Koronaentladungen in atmosphärischer Luft werden die Ströme gemessen und mit Hilfe einer besonderen Oszillographenschaltung dargestellt, die während der Entladung an einer Spitze-Platte-Funkenstrecke auftreten, deren Spitze aus halbkugelig zugefeilten Drahtenden (Kugelspitzen) bestebt. Gleichzeitig werden die Leuchterscheinungen und Veränderungen an der Spitzen-oberfläche mit einem Mikroskop beobachtet.Die mit gleicher Spannung verschiedener Polarität und Wechselspannung an verschiedenem Spitzen-material ermittelten Meßergebnisse und Beobachtungsresultate führen zusammen mit der Berechnung zu einem vollständigen Bild des Entladungsmechanismus. Danach wird der Beginn der selbständigen Entladung bei der negativen Kugelspitze durch die Elektronembefreiung beim Aufprall positiver Ionen auf die Kathode () bestimmt. Bei Spannungen, die etwas höher als die Anfangsspannung liegen, bilden sich zunächstTownsend-Lawinen, deren Umfang durch das rasch abnehmende Feld begrenzt wird. Bei Spannungen, die je nach Material etwa 50 bis 300 V über der Anfangsspannung liegen, wird an einzelnen Stellen der Kugeloberfläche, das durch die mit großer Energie aufprallenden positiven Ionen sprunghaft vergrößert. Durch die erhöhte Trägervermehrung und die rasche Anlagerung der Elektronen an Gasmoleküle wird aber die Dichte der raumladung so groß, daß der Entladungsprozeß nach 0,36·10^–6 s unterbunden wird. So entstehen nur einzelne Entladeimpulse, deren Häufigkeit mit wachsender Spannung zunimmt. Das Auftreten dieser Impulse wurde bisher irrtümlich für den Beginn der selbständigen Entladung gehalten. Der Beginn der selbständigen Entladung bei der positiven Kugelspitze ist dann gegeben, wenn bei den Stoßprozessen genügend energiereiche Strahlung ausgesendet wird, so daß die für die Entladung notwendigen Nachfolgeelektronen im Raum zwischen Spitze und Platte durch Fotoionisation gebildet werden können. Die mittlere Wellenlänge der wirksamen Strahlen wird zu 60 bis 110 Å ermittelt. Zu Beginn der positiven Entladung tritt zunächst ein intermittierender Bereich auf, in dem die Entladung kurzzeitig zündet und wieder abreißt, bis dann bei höheren Spannungen die Entladung stetig brennt. In diesen intermittierenden Bereich können einzelne Lawinen mit besonders großer Trägerzahl zu einer kathodengerichteten Kanalbildung führen (Stromfaden). Entsprechend den verschiedenen Entladungsmechanismen der negativen und positiven Kugelspitzen sind auch die Leuchterscheinungen verschieden geartet.Mit 17 Textabbildungen     

An integral equation approach to the problem of eddy currents in cylindrical shells of finite thickness with infinite or finite length

Contents In this work an attempt is made for the application of the integral equation for the solution of the problem of eddy current distribution in cylindrical shells. For the numerical treatment of the integral equation the method of moments is used. This approach is applied to a circular cylindrical shell of finite thickness and infinite or finite length when the excitation is a current filament.

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Eine Näherungslösung zum Problem der Wirbelströme in zylindrischen Schalen endlicher Dicke und endlicher oder unendlicher Länge mit Hilfe einer Integralgleichung

Übersicht In dieser Arbeit wird versucht, die Integralgleichung bei der Lösung des Problems der Wirbelstromverteilung in zylindrischen Schalen anzuwenden. Für die numerische Behandlung der Integralgleichung wird die Momenten-methode verwendet. Diese wird angewandt an einer zylindrischen Schale endlicher Dicke und endlicher oder unendlicher Länge wenn die Erregung von einem Stromfaden herrührt.

     

Mathematical modelling of three-phase electrode salt-bath furnace with the two-dimensional electric field

Contents After a short historical survey of the attempts to solve the problem of designing and determining the dimensions of a three-phase electrode salt-bath furnace, the authors apply the theory of the three-phase transmission line with uniformly distributed parameters to the phenomena in the electrode furnace. Taking all necessary boundary conditions and permissible simplifications, formulae for most widely sprcad types of the furnaces are derived, which allow the calculation of input admittance and input power of the furnace, as well as other important electric quantities.

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Ein mathematisches Modell des dreiphasigen Elektroden-Salzbadofens mit zweidimensionalem elektrischen Feld

Übersicht Nach einer kurzen historischen Übersicht der Versuche einen dreiphasigen Elektroden-Salzbadofen zu projektieren und seine Abmessungen zu berechnen, wenden die Verfasser die Theorie der dreiphasigen Übertragungsleitung mit gleichmäßig verteilten Parametern auf die Erscheinungen im Elektroden-Salzbad-Ofen an. Mit Hilfe notwendiger Randbedingungen und zulässigen Vernachlässigungen werden die Formeln für die am meisten verbeiteten Ofentypen hergeleitet, die die Berechnung der Eingangsadmittanz und der Anschlußleistung des Ofens wie auch andere wichtige elektrische Größen ermöglichen.

     

Der Anlauf von Drehstrom-Asynchronmotoren als Schaltvorgang

Übersicht Die Energieverhältnisse bei Schaltvorgängen sind allgemein zu übersehen, der Verlauf der Einzelgrößen aber ist von der Schaltung abhängig. Für den Anlauf des Drehstrom-Asynchronmotors wird der zeitliche Verlauf der Ströme in Ständer und Läufer, des Luftspaltfeldes, des Drehmomentes und der Drehzahl unter Berücksichtigung sowohl der mechanischen als auch der elektrischen Ausgleichsvorgänge untersucht. Zunächst werden die elektrischen Ausgleichsvorgänge vernachlässigt, dann diese allein bei gleichbleibender Drehzahl behandelt und schließlich der vollständige Anlaufvorgang an einem Beispiel numerisch ausgewertet. Das Auftreten eines zunächst bremsenden Drehmomentes beim Einschalten bei höheren Drehzahlen und das Überschwingen über die synchrone Drehzahl beim Kurzanlauf werden erklärt.Mit 27 Textabbildungen.     

Stationäre thermische Widerstände von Halbleiterbauelementen in Scheibenzellenbauweise

Übersicht Es wird ein statistisch begründetes Verfahren zur Auswertung von mit der bekannten Wärmedurchflußmethode gemessenen Wärmewiderständen abgeleitet, das es gestattet, genauere und statistisch sicherere Ergebnisse für den Wärmewiderstand von zweiseitig gekühlten Halbleiterbauelementen zu ermitteln. Voraussetzung zur Anwendung ist ein signifikanter, genügend großer Korrelationskoeffizient zwischen dem Summenwiderstand und dem Verhältnis zwischen dem anoden- und dem kathodenseitigen Wärmewiderstand der Grundgesamtheit. Dies ist vor allem dann gegeben, wenn sich die Anzahl der Übergänge (Kontaktwiderstände) auf den beiden Seiten unterscheidet.

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Steady state thermal resistance of disc-type semiconductor components Measuring and evaluation

Contents It will be given a statistical based method for evaluation of the thermal resistance measured by the known method of heat transfer to determine the thermal resistance of bothsides cooled semiconductor components more precisely and with an increase of the statistical confidence level. Requirement for application is a significant and sufficient large coefficient of correlation between the total resistance and the ratio between the anode-sided and cathode-sided thermal resistance of the parent population. This is given especially then, if the number of transitions (number of thermal contacts) on both sides is different.

     

A real-time digital simulation model of the electromagnetic transients in power transmission systems by parallel processing using multiple modules

Contents Parallel processing has been widely employed in real-time digital simulation of power transmission systems. This paper presents a new model using multiple modules and its integration method. According to this model and the given digital integration method a digital example simulation is carried out covering the following operating phases: electromagnetic and electromechanical transients after connecting a synchronous machine to the idle double-circuit high-voltage three-phase power transmission line (DHTT), automatic synchronization of the synchronous machine at the far end of the DHTT, parallel operation of the power transmission system (a DHTT with synchronous machines at both ends). The results show that the new model is fit for real-time digital simulation of this system.

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Ein Modell für digitale Echtzeit Simulation der elektromagnetischen Ausgleichsvorgänge in Starkstrom-Übertragunssystemen durch Parallel-verarbeitung mittels Aufspaltung in mehrere Module

Übersicht Bei der digitalen Simulation von Starkstrom-Übertragungssystemen in Echtzeit ist die parallele Datenverarbeitung weit verbreitet. In diesem Beitrag wird ein neues Modell vorgestellt, in welchem das System in mehrere Module aufgespaltet wird, deren Verhalten dann parallel in Echtzeit simuliert werden kann. Eine dazu geeignete Integrationsmethode wird angegeben, mit deren Hilfe die elektromagnetischen und elektromechanischen Ausgleichsvorgänge berechnet werden, die bei der Aufschaltung einer Synchronmaschine auf eine unbelastete Doppelkreis-Hochspannungs-Drehstromübertragungsstrecke (DHTT) auftreten. Außerdem werden die Ausgleichsvorgänge ermittelt, die bei der automatischen. Synchronisation einer am anderen Ende zugeschalteten Synchronmaschine auftreten, und schließlich der Zustand untersucht, wenn beide Enden der DHTT parallel von Synchronmaschinen gespeist werden. Dieses numerische Beispiel zeigt, daß das vorliegende Modell für eine digitale Simulation des Starkstrom systems in Echtzeit geeignet ist.

     

Die Anwendung einfacher Gleichungen zur streng richtigen Beschreibung der Wechselstromübertragung

Zusammenfassung Die elementaren Grundgleichungen der Leistungsverhältnisse, welche an die Stelle der hyperbolisch komplexen Fundamentalgleichungen der Leitungstheorie treten, lassen eine einfache und doch genaue geometrische Beschreibung der Übertragungsvorgänge zu. Die Abhängigkeit der primären von den sekundären Leistungsverhältnissen ist bei der Annahme konstanter Spannung im GeneratorendpunktA und konstanter Betriebsgrößen (Wirkleistung, Blindleistung, Strom, Spannung, Leistungsfaktor, Wirkungsgrad und Blindleistungsverhältnis) für den EndpunktE durch Kreisscharen gegeben, die jeweils eine ganz bestimmte Lage zu einem für die Übertragung charakteristischen, durch die Leerlauf- und Kurzschluß-Scheinleistung bezeichneten Grunddreieck einnehmen. Der Zusammenhang zwischen den primären und sekundären Belastungspunkten wird durch das Spannungsverhältnisdiagramm hergestellt.Der Stabilitätsbereich der Kreise ist durch die Begrenzung des Spannungswinkels auf die Größe des Impedanzwinkels gegeben. Besondere Belastungsfälle, wie der Kurzschluß und die maximal übertragbare Wirk- und Blindleistung, sind Punkte der für den Grenzspannungswinkel ableitbaren Kurven. (Gerade für den Leitungsanfang, Parabel für das Leitungsende). Die Gleichstromübertragung ist als Sonderfall der Wechselstromübertragung in den Grundgleichungen enthalten.Auszug aus der Dissertation des Verfassers: Zur Geometrie der Wechselstromübertragung, Technische Hochschule München, 1934.     

Die innere Impedanz eines Induktionsofens bei Hochfrequenz

Übersicht Mit Hilfe der in einer älteren Arbeit gewonnenen Ergebnisse wird eine Näherungsformel für die innere Wechselstromimpedanz eines Induktionsofens hergeleitet, das ist die Impedanz, die noch erst um die Leerlaufsimpedanz der Erregerwicklung des Ofens vermehrt werden muß, um dessen gesamte Betriebsimpedanz zu ergeben. Dieser Formel liegen die Annahmen zugrunde, daß das von der Erregerwicklung erzeugte, totale Hochfrequenzfeld im Schmelzgut nach innen zu schnell abklingt und die Krümmung des Feldes in Richtung des Umfanges außer acht bleiben kann. Es handelt sich also dann im wesentlichen um das Feld, das zwischen einem stromdurchflossenen, ebenen, verlustlosen Leiterbündel endlicher Breite und einem leitenden Halbraum bei Parallellauf zustandekommt.Mit 3 Textabbildungen