Availability: Wechselstromtechnik | Technische Universität München

Wechselstromtechnik: anwendungsorientierte Simulationen in MATLAB

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Bibliographic Details
Main Authors:	Hoffmann, Josef (Author), Klönne, Alfons 1969- (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	München Oldenbourg 2012
Subjects:	Lehrbuch MATLAB Wechselstromschaltung
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adam_text	IMAGE 1 INHALTSVERZEICHNIS 1 ENERGIESPEICHERNDE KOMPONENTEN 1 1.1 EINFUEHRUNG 1 1.1.1 SCHALTUNGEN MIT WIDERSTAENDEN 1 1.1.2 SCHALTUNGEN MIT WIDERSTAENDEN, INDUKTOREN UND KONDENSATOREN. 4 1.2 KONDENSATOREN 5 1.2.1 DIDAKTISCHE BEISPIELE 6 1.2.2 ERSATZKAPAZITAET PARALLEL GESCHALTETER KONDENSATOREN 9 1.2.3 ERSATZKAPAZITAET IN REIHE GESCHALTETER KONDENSATOREN 9 1.3 INDUKTOREN 10 1.3.1 ERSATZINDUKTIVITAET IN REIHE GESCHALTETER INDUKTOREN 13 1.3.2 ERSATZINDUKTIVITAET PARALLEL GESCHALTETER INDUKTOREN 14 1.3.3 DIDAKTISCHE BEISPIELE 15 1.4 GEGENINDUKTIVITAET 19 1.4.1 DER TRANSFORMATOR MIT T-ERSATZSCHALTUNG 23 1.4.2 ANWENDUNGEN FUER TRANSFORMATOREN 27 1.5 ANTWORT ENERGIESPEICHERNDER ELEMENTE AUF GLEICHSTROMQUELLEN 30 1.6 NUMERISCHE LOESUNG DER DIFFERENTIALGLEICHUNGEN ERSTER ORDNUNG 31 1.7 ZEITANTWORT DER SCHALTUNGEN ERSTER ORDNUNG 33 1.8 DIE RC-REIHENSCHALTUNG 34 1.8.1 HOMOGENE LOESUNG 35 1.8.2 PARTIKULAERE LOESUNG FUER EINE KONSTANTE ANREGUNG 36 1.8.3 GESAMTLOESUNG FUER EINE KONSTANTE ANREGUNG 36 1.8.4 PARTIKULAERE LOESUNG FUER EINE SINUSFOERMIGE ANREGUNG 41 1.8.5 GESAMTLOESUNG FUER EINE SINUSFOERMIGE ANREGUNG 48 EXPERIMENT 1.8.1: GLAETTUNG PULSARTIGER SPANNUNGEN MIT RC-GLIED 50 EXPERIMENT 1.8.2: RC-GLIED ANGEREGT MIT ZWEI QUELLEN 56 EXPERIMENT 1.8.3: DISSIPIERTE LEISTUNG IN EINER RC-REIHENSCHALTUNG 62 EXPERIMENT 1.8.4: ENERGIEBILANZ FUER EINEN MOSFET-INVERTER 68 1.9 DIE RL-REIHENSCHALTUNG 76 1.9.1 PARTIKULAERE LOESUNG FUER EINE KONSTANTE ANREGUNG 77 BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1017631913 DIGITALISIERT DURCH IMAGE 2 INHALTSVERZEICHNIS 1.9.2 GESAMTLOESUNG FUER EINE KONSTANTE ANREGUNG 78 1.9.3 PARTIKULAERE LOESUNG FUER EINE SINUSFOERMIGE ANREGUNG 80 1.9.4 GESAMTLOESUNG FUER EINE SINUSFOERMIGE ANREGUNG 82 EXPERIMENT 1.9.1: GLAETTUNG PULSARTIGER SPANNUNGEN MIT RL-GLIED 84 1.10 ZEITANTWORT DER SCHALTUNGEN ZWEITER ORDNUNG 87 1.11 DIE RLC-REIHENSCHALTUNG 88 1.11.1 HOMOGENE LOESUNG DER DIFFERENTIALGLEICHUNG 90 1.11.2 PARTIKULAERE UND GESAMTLOESUNG FUER EINE KONSTANTE ANREGUNG 92 1.11.3 DIFFERENTIALGLEICHUNG DES STROMS DER RLC-REIHENSCHALTUNG 97 EXPERIMENT 1.11.1: DC-DC-WANDLER MIT RLC-SCHALTUNG 98 1.11.4 PARTIKULAERE UND GESAMTLOESUNG FUER EINE SINUSFOERMIGE ANREGUNG DER RLC-REIHENSCHALTUNG 105 1.11.5 RESONANZ DER RLC-REIHENSCHALTUNG 107 EXPERIMENT 1.11.2: PRINZIP EINES OSZILLATORS MIT REIHENRESONANZKREIS 107 1.12 DIE RLC-PARALLELSCHALTUNG 114 1.12.1 HOMOGENE LOESUNG FUER DIE RLC-PARALLELSCHALTUNG 116 1.12.2 PARTIKULAERE UND GESAMTLOESUNG FUER EINE KONSTANTE ANREGUNG 118 1.12.3 PARTIKULAERE LOESUNG DER RLC-PARALLELSCHALTUNG FUER SINUSFOERMI- GE ANREGUNG 120 1.12.4 GESAMTLOESUNG DER RLC-PARALLELSCHALTUNG FUER SINUSFOERMIGE AN- REGUNG 122 EXPERIMENT 1.12.1: PRINZIP EINES OSZILLATORS MIT PARALLELRESONANZKREIS ... 128 1.13 ZUSAETZLICHE EXPERIMENTE 133 EXPERIMENT 1.13.1: EINSCHWINGVORGANG EINER RL-SCHALTUNG MIT GLEICH- STROMQUELLE 133 EXPERIMENT 1.13.2: EINSCHWINGVORGANG EINER RL-SCHALTUNG MIT GLEICH- STROMQUELLE UND NICHT IDEALEM SCHALTER 136 EXPERIMENT 1.13.3: EINSCHWINGVORGANG EINER RL-SCHALTUNG MIT ZWEI GLEICHSTROMQUELLEN 136 EXPERIMENT 1.13.4: EINSCHWINGVORGANG EINER RL-SCHALTUNG MIT WECH- SELSTROMQUELLE 139 EXPERIMENT 1.13.5: EINSCHWINGVORGANG EINER RLC-SCHALTUNG MIT WECH- SELSTROMQUELLE 142 EXPERIMENT 1.13.6: SIMULATION DES ZEIT- UND FREQUENZVERHALTENS EINES TASTKOPFES 145 EXPERIMENT 1.13.7: INVERTIERENDER DC-DC-WANDLER 155 EXPERIMENT 1.13.8: UNTERSUCHUNG EINES TRANSFORMATORS 162 EXPERIMENT 1.13.9: TRANSFORMATORMODELL MIT GEGENINDUKTIVITAET 173 SINUSFOERMIGE ANREGUNG ELEKTRISCHER SCHALTUNGEN 177 2.1 KENNGROESSEN SINUSFOERMIGER SCHWINGUNGEN 177 2.1.1 MITTELWERT SINUSFOERMIGER SCHWINGUNGEN 178 2.1.2 EFFEKTIVWERT SINUSFOERMIGER SCHWINGUNGEN 178 2.1.3 LEISTUNG IN NETZWERKEN MIT SINUSFOERMIGER ANREGUNG 179 IMAGE 3 INHALTSVERZEICHNIS XI 2.1.4 DIE LEISTUNG IN DEN PASSIVEN KOMPONENTEN R, L, C 184 2.2 ZEIGERDARSTELLUNG 184 2.2.1 ZEIGERDIAGRAMM DES REIHENRESONANZKREISES 188 2.2.2 ZEIGERDIAGRAMM DES PARALLELRESONANZKREISES 192 2.2.3 FREQUENZABHAENGIGKEIT DER IMPEDANZ IN RLC-PARALLELSCHALTUNG .. 193 2.2.4 IDENTIFIKATION EINES INDUKTORS 195 2.2.5 BESTIMMUNG DER KAPAZITAET EINES KONDENSATORS 197 2.2.6 WECHSELSTROMBRUECKE 198 EXPERIMENT 2.2.1: REALE INDUKTOREN 199 EXPERIMENT 2.2.2: REALER KONDENSATOR 202 EXPERIMENT 2.2.3: REALER WIDERSTAND 205 EXPERIMENT 2.2.4: ERSATZSCHALTUNG EINER PIEZODOSE AUSGEHEND VOM ME- CHANISCHEN VERHALTEN 207 2.3 MEHRPHASENSYSTEME 213 2.3.1 ZWEIPHASENSYSTEM 215 2.3.2 DAS SYMMETRISCHE DREIPHASENSYSTEM. STERN- UND DREIECKSCHAL- TUNG 218 2.3.3 EINFACHER OHMSCHER DREIPHASENVERBRAUCHER 224 2.3.4 EINFACHER OHMSCHER EINPHASEN- UND DREIPHASENVERBRAUCHER 225 EXPERIMENT 2.3.1: VERSCHIEDENE VERBRAUCHER AM DREIPHASENSYSTEM MIT FESTEM STERNPUNKT 225 2.4 ZUSAETZLICHE BEISPIELE UND EXPERIMENTE 230 EXPERIMENT 2.4.1: LEISTUNG IM WECHSELSTROMKREIS 230 EXPERIMENT 2.4.2: WIRKLEISTUNGSANPASSUNG 234 EXPERIMENT 2.4.3: ZUSAMMENSCHALTEN ZWEIER NETZSYSTEME 237 EXPERIMENT 2.4.4: LEISTUNGSFAKTORKOMPENSATION 242 EXPERIMENT 2.4.5: ZUSCHALTEN DES KOMPENSATIONSKONDENSATORS 247 EXPERIMENT 2.4.6: BLINDLEISTUNGSKOMPENSATION 251 3 BESCHREIBUNG ELEKTRISCHER SCHALTUNGEN IM FREQUENZBEREICH 255 3.1 EINFUEHRUNG 255 3.2 FREQUENZGANG LINEARER ELEKTRISCHER SCHALTUNGEN 257 3.2.1 FREQUENZGANG EINES PRODUKTS VON UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN 267 3.3 FILTERSCHALTUNGEN 269 3.3.1 EINFACHE PASSIVE FILTER 272 3.3.2 BEISPIEL FUER DIE ENTWICKLUNG EINES PASSIVEN TIEFPASSFILTERS 282 3.3.3 BEISPIEL FUER DIE ENTWICKLUNG EINES PASSIVEN BANDPASSFILTERS 286 3.3.4 AKTIVE FILTER 288 EXPERIMENT 3.3.1: ZEITVERHALTEN EINES HOCHPASSFILTERS 3. ORDNUNG 295 3.4 INTEGRIERTE FILTERSCHALTUNGEN 300 3.4.1 UNIVERSAL-FILTER 300 3.4.2 FILTER MIT GESCHALTETEN KAPAZITAETEN (SWITCHED CAPACITOR FILTER) 302 3.4.3 OTA-FILTER {OPERATIONAL-TRANSCONDUDANCE-AMPLIFIER-FILTERS) 303 IMAGE 4 XII INHALTSVERZEICHNIS 3.5 ZUSAETZLICHE EXPERIMENTE 308 EXPERIMENT 3.5.1: UEBERTRAGUNGSFUNKTION EINES TIEFPASSFILTERS 3. ORD- NUNG MIT DREI SPANNUNGSFOLGERN 308 EXPERIMENT 3.5.2: NUMERISCHE ERMITTLUNG DER SPRUNGANTWORT DES TIEF- PASSFILTERS 3. ORDNUNG 311 EXPERIMENT 3.5.3: NUMERISCHE IDENTIFIKATION DER UEBERTRAGUNGSFUNKTION AUS DEM FREQUENZGANG 313 EXPERIMENT 3.5.4: BESTIMMUNG DER ZUSTANDS- UND AUSGANGSGLEICHUNG FUER DAS FILTER AUS DEM VORHERIGEN EXPERIMENT 317 4 NICHTSINUSFOERMIGE STROEME UND SPANNUNGEN 321 4.1 EINFUEHRUNG 321 4.2 FOURIER-ZERLEGUNG PERIODISCHER ZEITFUNKTIONEN 321 4.2.1 FOURIER-REINE EINES RECHTECKIGEN, PERIODISCHEN SIGNALS 328 4.2.2 GIBBS-PHAENOMEN 331 4.2.3 ANNAEHERUNG DER FOURIER-REIHE MIT HILFE DER FFT 333 EXPERIMENT 4.2.1: DAS DFT-SPEKTRUM FUER ZWEI PERIODISCHE SIGNALE 338 4.2.4 FEHLER BEI DER SCHAETZUNG DER FOURIER-REIHE UEBER DIE DFT 346 4.3 LINEARE SCHALTUNGEN MIT HARMONISCHEN ANREGUNGEN 350 4.3.1 DISKRETE FOURIER-REIHE 350 EXPERIMENT 4.3.1: FILTERN DER OBERWELLEN EINES UMRICHTERS MIT SAUGKREISEN 356 4.4 KENNGROESSEN 361 4.4.1 EFFEKTIVWERT 361 4.4.2 SCHWINGUNGSGEHALT UND KLIRRFAKTOR 362 EXPERIMENT 4.4.1: KENNGROESSEN UEBER DIE DFT ERMITTELN 362 4.5 ZUSAETZLICHE EXPERIMENTE 367 EXPERIMENT 4.5.1: SIMULATION EINER DIMMER-SCHALTUNG 367 EXPERIMENT 4.5.2: SIMULATION EINES WECHSELRICHTERS 373 5 NICHTLINEARE SCHALTUNGEN IM WECHSELBETRIEB 379 5.1 EINFUEHRUNG 379 5.2 NICHTLINEARE WIDERSTAENDE 379 5.2.1 DIE NEWTON-RAPHSONSCHE METHODE 385 EXPERIMENT 5.2.1: SPANNUNGSBEGRENZUNG MIT VDR-WIDERSTAND 386 5.3 NICHTLINEARE INDUKTIVITAETEN 390 EXPERIMENT 5.3.1: DC-DC WANDLER MIT NICHTLINEARER INDUKTIVITAET 391 5.4 DIE HALBLEITERDIODE ALS NICHTLINEARE KOMPONENTE 396 5.5 GLEICHRICHTERSCHALTUNGEN 402 5.5.1 EINWEGGLEICHRICHTUNG MIT GLAETTUNG UEBER INDUKTIVITAET 402 IMAGE 5 INHALTSVERZEICHNIS XIII 5.5.2 EINWEGGLEICHRICHTUNG MIT GLAETTUNG UEBER INDUKTIVITAET UND KA- PAZITAET 409 5.6 MISCHER MIT EINER DIODE 415 5.7 MISCHER MIT GESCHALTETER SPANNUNG 420 5.8 ZUSAETZLICHE EXPERIMENTE 424 EXPERIMENT 5.8.1: EINFACHE REIHENSCHALTUNG EINES WIDERSTANDS UND EI- NES INDUKTORS MIT NICHTLINEARER MAGNETISIERUNGSKENNLINIE 424 EXPERIMENT 5.8.2: DC-DC ABWAERTSWANDLER MIT NICHTLINEARER MAGNETI- SIERUNGSKENNLINIE DES INDUKTORS 429 EXPERIMENT 5.8.3: TRANSFORMATOR MIT EINWEGGLEICHRICHTUNG IM SEKUNDAER 433 6 VIERPOLSCHALTUNGEN 447 6.1 EINFUEHRUNG 447 6.1.1 ZWEIPOLERSATZSCHALTUNG FUER VERSTAERKER MIT JFET-TRANSISTOR 447 6.2 VIERPOLERSATZSCHALTUNGEN 450 6.2.1 VIERPOL MIT LEITWERTPARAMETERN 450 EXPERIMENT 6.2.1: VIERPOL MIT LEITWERTPARAMETERN FUER JFET-VERSTAERKER... 454 6.2.2 VIERPOL MIT IMPEDANZWERTPARAMETERN 458 6.2.3 VIERPOL MIT HYBRID-PARAMETERN 459 EXPERIMENT 6.2.2: VIERPOL MIT HYBRID-PARAMETERN FUER VERSTAERKER MIT BI- POLARTRANSISTOR 461 6.2.4 WEITERE VIERPOLMODELLE 467 EXPERIMENT 6.2.3: FET-TRANSISTOR MIT RUECKKOPPLUNG UEBER SOWRCE-WIDERSTAND 469 7 AUSBLICK 475 7.1 BEISPIEL EINER SIMULATION MIT LTSPICE 475 LITERATURVERZEICHNIS 479 INDEX 481
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