Zusammenfassung
Im Kap. 10 werden in 29 Beispielen Anwendungen gezeigt, die magnetische Bauelemente mit ihren besonderen Eigenschaften nutzen. Das Kapitel beginnt mit Problemen der Strommessung, als einer Standardaufgabe in der elektrischen Messtechnik. Die konstruktive Ausführung von Drosseln für verschiedene Anwendungen wird in mehreren Unterkapiteln erläutert. Drosseln als Kurzzeit-Energiespeicher spielen in der Leistungselektronik eine große Rolle. Da sie mit nichtsinusförmigen Spannungen belastet werden, sind ihre Breitbandeigenschaften von Bedeutung. Transformatoren sind besondere Elemente elektrischer Netzwerke. Sie werden zur Transformation von Strömen, Spannungen und Impedanzen mit und ohne Isolation benutzt. Je nach Frequenzbereich ergeben sich sehr unterschiedliche Ausführungen dieser Bauelemente, von denen eine Auswahl im Kap. 10 gewürdigt wird. Beim klassischen 2-Wicklungstransformator mit kompakten Wicklungen ist die übertragene Leistung durch die Streuinduktivität begrenzt. Ein Unterkapitel zeigt Möglichkeiten auf, wie die Größe der Streuinduktivität beeinflusst werden kann. Schwingkreise in der Leistungselektronik nutzen magnetische Energiespeicher und stellen selbst Systeme höherer Ordnung dar. Ihr stationäres Betriebsverhalten kann durch die Beobachtung des Energieinhalts eines Speichers (L oder C) effektiv beobachtet werden. Ein interessantes Gebiet stellt die magnetische Impulsverkürzung dar, die in der Lasertechnik zur Anwendung kommt.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Literatur
Rogowski, W.; Steinhaus, W.: Die Messung der magnetischen Spannung. In: Archiv für Elektrotechnik. Band 1, Nr. 4, April 1912, S. 141–150
Hain, St.; Bakran, M. M.: New Rogowski coil design with a high DV/DT immunity and high bandwidth. Power Electronics and Applications (EPE), 2013 15th European Conference on Power Electronics
Rohde, K.: Auslegung und Design von magnetischen Kreisen mit Luftspalt. Abschlussarbeit Bachelor. Universität Kassel 2017
Zhang, Y.: Entwicklung und Aufbau einer neuen DC-Netznachbildung. Diplomarbeit II, Universität Kassel, 2011
Wendt, M.: Ermittlung der Verlustleistungen in einem Synchron-Tiefsetzsteller mit Niedervolt-GaN-HFETs. Dissertation. Universität Kassel 2015
Kleeb, Th.: Hybrid and coreless magnetics for future power electronics. ECPE JointResearch Programme 2016. Report. Universität Kassel 2017
Rint, C.: Handbuch für den Hochfrequenz- und Elektrotechniker, Bd. 5, S. 363 ff., Hüthig-Verlag, Heidelberg 1981, Tietze, U.; Schenk, Ch.: Halbleiterschaltungstechnik. Springer-Verlag, S. 383 ff., 10. Auflage 1993
Tietze, U.; Schenk, Ch.: Halbleiter-Schaltungstechnik. 10. Auflage 1993
Calvert, J. B.: Electronics. University of Denver 2008
Zacharias, P.; Kleeb, Th.; Fenske, F.; Wende, J.; Pfeiffer, J: Controlled magnetic devices in power electronic applications. EPE’17 ECCE Europe
Küster, P.: Verluste von ferritischen Reluktanzabschnitten. Masterarbeit Universität Kassel 2018
Samuel Vasconcelos Araújo, Peter Zacharias: Analysis on the potential of Silicon Carbide MOSFETs and other innovative semiconductor technologies in the photovoltaic branch. EPE 2009
DE 10 2011 056 667 A1
DE000019934767A1
Chapman, D.: Power Quality Application Guide. Copper Development Association. 2001
TÜV Süddeutschland: Oberschwingungen in Starkstromnetzen – Ursache, Analyse, Abhilfe. München 2002
DIN EN 50160
VDEW-Richtlinie Grundsätze für die Beurteilung von Netzrückwirkungen, 3. Überarbeitete Ausgabe 1992
Fenske, F.; Faßhauer, M., Zacharias, P.: Bericht zum Projekt Reactiv Power Control (NR2-RPC, FKZ: 0324106A, BMWi). Universität Kassel 2018
Liu, Jae: Investigation of Multiphase Power Converter using Integrated Coupled Inductor Regarding Electric Vehicle Applicaticon. Dissertation, Universität Kassel 2013
Moин, B. C.: Cтaбилизиpoвaнныe Tpaнзиcтopныe Пpeoбpaзoвaтeлы. Mocквa: Aтoмэнepгoиздaт, 1986, 376 c. (Moin, V. S.: Stabilisierte Transistorumrichter. Moskau: Atomenergoizdat 1986, 376 S. (russ.))
Lee, J., Cha, H.; Shin, D.; Lee, K.; Yoo, D.; Yoo, J.: Analysis and Design of Coupled Inductors for Two-Phase Interleaved DC-DC Converters. Journal of Power Electronics, Vol. 13, No. 3, May 2013
Chang Sung Corporation (CSC): Magnetic Powder Cores. CSC Catalogue 2017
DE 10 2009 052 461 A1
Wintrich, A.; Nicolai, U.; Tursky, W.; Reimann, T: Applikationshandbuch Leistungshalbleiter. SEMIKRON 2015
Wittig, B,: Verbesserung des Schalt- und Betriebsverhaltens von Leistungs-MOSFETs mit niedriger Spannungsfestigkeit und hoher Stromtragfähigkeit durch Optimierung der Treiberschaltung. Dissertation. Universität Kiel 2012
Wendt, M.: Ermittlung der Verlustleistung in einem Synchron-Tiefsetzsteller mit Niedervolt-GaN-HFETs. Dissertation, Universität Kassel
Mecke, H.: Betriebsverhalten und Berechnung von Transformatoren für das Lichtbogenschweißen. Habilitationsschrift, TH Magdeburg 1979
Doebbelin, R & Lindemann, Andreas. (2010). Leakage Inductance Determination for Transformers with Interleaving of Windings. Piers Online. 6. 527–531. https://doi.org/10.2529/piers091220093021
Rogowski, W., Über das Streufeld und den Streuinduktionskoeffizienten eines Transformators mit Scheibenwicklung und geteilten Endspulen, (Dissertation), VdI, Mitteilung über Forschungsarbeiten auf dem Gebiet des Ingenieurwesens, 1909
Gyimesi, M.; Ostergaard, D.: Inductance Computation by Incremental Finite Element Analysis, IEEE Transaction on Magnetics, Vol. 35, S. 1119–1122, Mai 1999
Ouyang, Z.; Zhang, J.; Hurley, W. G.:Calculation of Leakage Inductance for High-Frequency Transformers. IEEE Transaction on Power Electronics, VOL. 30, No. 10, October 2015
Petrov, G. N.: Transformatoren, Band 1, Theoretische Grundlagen. Staatlicher Energetischer Verlag, Moskau 1934 (Пeтpoв, Г. H. Tpaнcфopмaтopы, тoм 1, ocнoвы тeopии, Гocyдapcтвeннoe Энepгeтичecкoe Издaтeльcтвo, Mocквa 1934)
Kapp, G.: Transformatoren für Wechselstrom und Drehstrom. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 1907
Philippow, E.: Taschenbuch Elektrotechnik, Bd. 1
Klaus K. Streng: Formeln, die man sucht. Der Junge Funker, Bd. 24, Militärverlag der DDR 1979
Albach, M.: Induktivitäten in der Leistungselektronik. Springer Vieweg 2017
Küchler, R.: Die Transformatoren. Grundlagen für ihre Berechnung und Konstruktion. Springer, 2. Auflage 1966
Davis, W. A.; Agarwal, K.: Radio Frequency Circuit Design. John Wiley & Sons, 2001, chapter 6: Transmission Line Transformers
Guanella, G. “New method of impedance matching in radio-frequency circuits.” Brown Boveri Review, September 1944: 329–32
Beckers, F.J.C.M.: Pulsed power driven industrial plasma processing. PhD thesis, Technische Universiteit Eindhoven 2015
Pemen, A.J.M.; van Heesch, E.J.M.; Yan, K.; Huijbrechts, P.A.H.J.; Zacharias, P.: A repetitive high-voltage pulse source for pulsed corona treatment of gases. Proc. 2000 24th International Power Modulator Symposium, United States
US7061356
Divan, D.; Sastry, J.: Controllable Network Transformers. 2008 IEEE Power Electronics Specialists Conference, 15–19 June 2008
Zacharias, P.; Kleeb, Th.; Fenske, F.; Wende, J.; Pfeiffer, J.: Controlled Magnetic Devices in Power Electronic Applications. EPE 2017, Warszow
US4907246
US4841428
US5363035
US6137391
Бaмдac, A. M.; Шaпиpo, C. B.; Tpaнcфopмaтopы, peгyлиpyeмыe пoдмaгничивaниeм. Библиoтeкa пo aвтoмaтикe, быпycк 147, изд. Энepгия, Mocквa 1965 (russ.: Bamdas, A. M.; Schapiro, S. V.: Durch Vormagnetisierung gesteuerte Transformatoren, Bibliothek der Automatisierungstechnik, Ausg. 147, Verlag Energija, Moskau 1965)
Tietze, U.; Schenk, Ch.: Halbleiterschaltungstechnik. 10. Auflage, S. 350 ff., Springer-Verlag 1978
US 8023288 B2
Kyocera, Datenblatt KC60
Wächter, R.; Powalla, M.: Pilotproduktion von CIS-Dünnschichtsolarmodulen: Status und TCO-Aspekte. FVS-Workshop 2002, Proceedings S. 126
Bendel, C. et al.: Sicherheitsaspekte bei dezentralen netzgekoppelten Energieerzeugungsan-lagen -SIDENA – Abschlussbericht BMU-Projekt FKZ 0329900C, Kassel 2006
Real Decreto 1663/2000, de 29 de septiembre, sobre conexión de instalaciones fotovoltaicas a la red de baja tensión
M. Earley et al., National Electrical Code Handbook, 10th Edition, National Fire Protection Association, USA, 2005, pp. 1022. – UL 1741 §31
H. Schmidt, B. Burger, K. Kiefer: “Welcher Wechselrichter für welche Modultechnologie?”, 21. Symposium Photovoltaische Solarenergie, Bad Staffelstein, März 2006
DE 10 2005 046 379 A1, DE 10 2007 030 577.1, WO 2005/122371 A2, DE 197 32 218 C1, EP 1 950 876 A2
DE 196 42 522 C1, WO 03/0412248 A2
DE 10 2007 028077.9, US 2007 0047277A1, EP Az. 070 15324.2
DE 10 22 192A1
DE 10 2004 030 912B3
VDN: Richtlinie für Anschluss und Parallelbetrieb von Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz 12. 9. 2007
EN 55011…14
CISPR 11–16, 20, 25, 32, 35
IEC 61000-1-x…61000-4-x
Moин, B. C.: Cтaбилизиpoвaнныe Tpaнзиcтopныe Пpeoбpaзoвaтeлы. Mocквa, Энepгoaтoмиздaт 1986 (Moin, V. S.: Stabilisierte Transistorumrichter. Moskau, Energoatomizdat 1986)
Liu, J.: Investigation of Multiphase Power Converter using Integrated Coupled Inductor Regarding Electric Vehicle Applicaticon. Dissertation, University Kassel Germany 2013
DD 291 295
DD 291 296
Rindt, C.: Handbuch für den Hochfrequenz- und Elektrotechniker. Band 2, 5. Hüthig & Pflaum 1979
Hiersig, H. M. (Hrsg.): VDI-Lexikon Energietechnik. Springer-Verlag Berlin-Heidelberg GmbH, Berlin 1994
Hauffe, G.: Zur Theorie der Boucherot-Schaltung. Archiv für Elektrotechnik, June 1938, Volume 32, Issue 6, pp 398–400
Zacharias, P.; Schiedung, H.; Reißmüller, R.: Leistungsmodulierbare elektronische Stromquelle für CO2-Laser. ELEKTRIE. Berlin 40(1986) 447–448
Reißmüller, R.: Laserversuchsanlage. Diplomarbeit, TH-Magdeburg 1985
WP H01S/ DD 261 250
EP2144359
Data sheets: EG&G, E2V, GL, L3, ITT, Maxwell
National Arnold Magnetics. User Hand Book 1995
B. C. Moин: Cтaбилизиpoвaнныe Tpaнcиcтopныe Пpeoбpaзoвaтeли. Mocквa, Энepгoaтoмиздaт 1986 (Moin, V. S.: Stabilisierte Transistorumrichter. Moskau, Atomenergoizdat 1986)
Speiser A.P.: Sperrschwinger. In: Impulsschaltungen. Springer, Berlin, Heidelberg (1963)
US3783550
Paul P. Lin and Chunliang Zhang: Educational Resonator Gyro System Driven by Electro-Magnetic Force and Systems Engineering Process for Design. Applied Mechanics and Materials (Volumes 105–107), Pages 1916–1919, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.105-107.1916
Nan-Chyuan Tsai*, Jiun-Sheng Liou, Chih-Che Lin, Tuan Li:Design of Electromagnetic Drive Module for Micro-gyroscope. World Academy of Science, Engineering and Technology 46 2010, pp. 868–873
EG&E, Electronic Components: Krytrons, Sprytrons, MiniTriggert Spark Gaps, Transformers and Detonators, product overview 4/92
Rothe, Dietmar E.; Lantis,Robert: Magnetically switch voltage multipliers for high-prf, megavolt pulsed power, 20. Power modulation Symposium Myrtle Beach, SC (June 1992)
Zacharias, P.: unveröffentlichte eigene Arbeiten, Lambda Physik GmbH/Coherent AG 1992–2000
Mallwitz, R.: GTO-Thyristoren in Hochspannungsanwendungen. Diplomarbeit, TU Magdeburg 1994
Alexanderson, E. F. W., “Transoceanic Radio Communication,” General Electric Review, October 1920, pp. 794–797
Mali, P.: magnetic amplifiers – principles and applications. John F. Rider Publisher, New York 1960
Chute, George M., “Magnetic Amplifiers,” Electronics in Industry, 1970, New York: McGraw-Hill, Inc., pp. 344–351
Trinkaus, George, “The Magnetic Amplifier: A Lost Technology of the 1950s,” Nuts & Volts, February 2006, pp. 68–71
Austrin, L.: On Magnetic Amplifiers in Aircraft Applications. PhD thesis. Royal Institute of Technplogy Sweden. Stockholm 2007
Transduktor – „der netzrückwirkungsfreie Thyristorsteller“. B + S Transformatoren GmbH, Hauptkatalog, 1997
Weichmagnetische Werkstoffe und Halbzeuge. Firmenschrift VACUUMSCHMELZE GMBH & CO. KG2002
Nanocrystalline soft material FINEMET®. Firmenschrift HL-FM9-E Hitachi Inc. 2010
Power Electronics Components Catalog: Metglas® AMCC cut Cores & FINEMET® F3CC Cores, Hitachi 2010
Toroidal strip-wound cores of VITROVAC® 6025Z. PV-007, VAC Vacuumschmelze 10/89
Schaltnetzteile mit Transduktorregelung. VAC Vaccumschmelze 1989
Melkonyan, A.: High Efficiency Power Supply using new SiC Devices. PhD thesis. Universität Kassel, 2006
Mammano, B.: Magnetic Amplifier Control for Simple, Low Cost Secondary Regulation. Unitrode Corp., Texas Instruments 2001
Sun, N.; Chen, D. Y.; Lee, F. C.; Gradzki; P. M.; Knights, M. A.: Forward Converter Regulator Using Controlled Transformer. IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 11, No. 2, March 1996
Smith, K. M.; Smedley, K. M.: Intelligent Magnetic-Amplifier-Controlled Soft-Switching Method for Amplifiers and Inverters. IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 13, No. 1, Jan. 1998
Grätzer, D.; Loges, W.: Transduktorregler in Schaltnetzteilen. Technische Informationsschrift, VAC Vacuumschmelze, TB-410-1, 1990
VITROVAC 6025Z – Ringbandkerne für Transduktordrosseln. VAC Vacuumschmelze, PK-002, 1990
Münzer, M.; Ademmer, W.; Strzalkowski, B.; Kaschani, K. T.: Coreless transformer a new technology for half bridge driver IC´s. The Fifth International Conference on Power Electronics and Drive Systems, 2003. PEDS 2003
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
Copyright information
© 2020 Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature
About this chapter
Cite this chapter
Zacharias, P. (2020). Applikationsbeispiele. In: Magnetische Bauelemente. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-24742-3_10
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-24742-3_10
Published:
Publisher Name: Springer Vieweg, Wiesbaden
Print ISBN: 978-3-658-24741-6
Online ISBN: 978-3-658-24742-3
eBook Packages: Computer Science and Engineering (German Language)