Die Simulation transienter Vorgänge wird in Elektroenergiesystemen für viele Fragestellungen benötigt. Mit dem Erweiterten Knotenpunktverfahren ist ein Werkzeug speziell für die Zeitbereichssimulation elektrischer Energiesysteme entwickelt worden, das allgemein auf ein differential-algebraisches Netzgleichungssystem führt. Der sich ergebende Index der differential-algebraischen Gleichung schränkt die Auswahl der möglichen Lösungsverfahren ein. Dieser Index kann für Verfahren aus der Schaltungssimulation a priori bestimmt werden. Die Ergebnisse der Strukturanalyse aus der Schaltungssimulation sollen auf die aus dem Erweiterten Knotenpunktverfahren resultierenden differential-algebraischen Gleichungen übertragen werden. In dieser Arbeit erfolgt daher eine systematische Klassifizierung der aus dem Erweiterten Knotenpunktverfahren resultierenden differential-algebraischen Gleichung, die speziell auf die Besonderheiten der elektrischen Energietechnik eingeht.
Aktualisiert: 2022-11-04
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Die Simulation transienter Vorgänge wird in Elektroenergiesystemen für viele Fragestellungen benötigt. Mit dem Erweiterten Knotenpunktverfahren ist ein Werkzeug speziell für die Zeitbereichssimulation elektrischer Energiesysteme entwickelt worden, das allgemein auf ein differential-algebraisches Netzgleichungssystem führt. Der sich ergebende Index der differential-algebraischen Gleichung schränkt die Auswahl der möglichen Lösungsverfahren ein. Dieser Index kann für Verfahren aus der Schaltungssimulation a priori bestimmt werden. Die Ergebnisse der Strukturanalyse aus der Schaltungssimulation sollen auf die aus dem Erweiterten Knotenpunktverfahren resultierenden differential-algebraischen Gleichungen übertragen werden. In dieser Arbeit erfolgt daher eine systematische Klassifizierung der aus dem Erweiterten Knotenpunktverfahren resultierenden differential-algebraischen Gleichung, die speziell auf die Besonderheiten der elektrischen Energietechnik eingeht.
Aktualisiert: 2022-09-29
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In dieser Dissertation wird die Konstruktion von Kompaktmodellen für spezielle nichtlineare Problemklassen mit dem Ziel eines effizienten Einsatzes in einer gekoppelten Feld- und Systemsimulation behandelt. Zu diesem Zweck wurden auf Basis einer räumlichen Finite-Elemente-Diskretisierung geeignete Modellreduktionsverfahren entwickelt und anhand von verschiedenen Anwendungsbeispielen verifiziert. Betrachtet werden nichtlineare Problemstellungen aus dem Bereich der elektrischen Maschinen und Transformatoren, beschrieben durch quasistatische Näherungen der Maxwell-Gleichungen, sowie Wärmetransfervorgänge in Form von Wärmeleitung.
Zur Systembeschreibung werden bekannte Zusammenhänge aus physikalisch motivierten Energiemethoden herangezogen sowie geeignete Koppelgrößen direkt aus den beschreibenden parametrischen partiellen Differentialgleichungen abgeleitet. Zu diesem Zweck wird zur Konstruktion der nichtlinearen Kompaktmodelle ein zweistufiger Prozess aus einer speziellen affinen Operatorapproximation sowie anschließender Projektion auf eine reduzierte Basis im Rahmen einer Reduzierten-Basis-Methode vorgeschlagen. Die affine Operatorzerlegung geschieht mittels adäquater Interpolation der Materialverteilung im zugehörigen n-dimensionalen Parameterraum, wobei das Rahmenwerk zur Konstruktion des Interpolanten größtmögliche Flexibilität in Bezug auf die Wahl der Basisfunktionen gewährt. Die reduzierte Basis wird mithilfe von adaptiv im Parameterraum gewählten Lösungen, sogenannten Snapshots, aufgespannt. Die Platzierung der Snapshots im Parameterraum geschieht auf Grundlage eines Fehlerindikators, welcher die effiziente Reduktion ohne zusätzliche Vorabinformation sicherstellt.
Aktualisiert: 2020-07-01
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Durch das Buch erhält der Leser einen raschen Einstieg in die Simulation mit PSPICE. Dabei lernt er die Bedienung der OrCAD-Versionen 9.1, 9.2 und 10.0 sowie die Schaltplaneingabe mit CAPTURE. In mehr als 100 Beispielschaltungen mit ausführlichen Simulationsanleitungen dringt der Leser Schritt für Schritt tiefer in die Feinheiten der Elektronik-Simulation ein. Darüber hinaus wird die Einbindung und Erstellung neuer Bauteil-Modelle anhand mehrerer Beispiele erläutert. Vorausgesetzt werden Grundkenntnisse in den Fächern Elektronik und Digitaltechnik sowie über das Betriebssystem WINDOWS. Zum Bearbeiten der Schaltungsbeispiele reicht die kostenlose Demo-Version von PSPICE aus. Der eilige Leser kann sich die Eingabe der Schaltungen ersparen, wenn er sich vom Internet die entsprechenden Dateien herunterlädt. Die 3. Auflage ist durchgesehen und verbessert.
Aktualisiert: 2022-06-16
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Aktualisiert: 2023-04-06
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Die mehrbändige bietet einen verständlichen Einstieg in dieses wichtige Teilgebiet der Informatik. Leser mit unterschiedlichen Vorkenntnissen gewinnen schrittweise einen Überblick über die in Studium und Beruf benötigten elektrotechnischen und elektronischen Grundlagen. Auf dieser Basis werden Komponenten und Strukturen von heutigen Computersystemen eingeführt. Der Übungsband dient zur Einübung und Vertiefung des in den Lehrbüchern und dargebotenen Stoffes. Die Rechenaufgaben mit Lösungen beziehen sich vor allem auf die physikalischen Grundlagen. Die komplexeren Problemstellungen in der Computertechnik werden mit den Simulationsprogrammen gelöst, die die Autoren auf ihrer Homepage zur Verfügung stellen.
Aktualisiert: 2023-04-06
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Dies ist ein Lehr- und Übungsbuch für die Simulation von elektrischen Schaltungen mit PSPICE, wie sie in der Vorlesung Meßtechnik für Studenten der Elektrotechnik an Hochschulen und Fachhochschulen behandelt werden. Die Grundvorlesungen über elektrische Meßtechnik müssen heutzutage verstärkt auf die Schaltungssimulation eingehen. Das Buch bearbeitet die für die Prüfung und Praxis wichtigsten und aktuellsten Schaltungsbeispiele in anschaulicher Darstellung, wobei auch jeweils die Codierungen in PSPICE mit angegeben werden. Dabei wird auf die Demonstration der typischen und wesentlichen Eigenschaften der Meßschaltungen besonderer Wert gelegt. Es ist sinnvoll und hilfreich, die Beispiele auf dem Rechner mit PSPICE nachzuvollziehen. Aber auch ohne diese Möglichkeit kann das Wesentliche über Meßschaltungen aus diesem Buch gelernt werden.
Aktualisiert: 2022-05-26
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Aktualisiert: 2023-03-14
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Der klar strukturierte Aufbau des Buches mit zahlreichen Aufgaben, Vertiefungsübungen und den entsprechenden ausführlichen Lösungsbeschreibungen erleichtert die Verallgemeinerung von Schaltprinzipien und die Entwicklung eigener Schaltungen. Es ist daher besonders zum Selbststudium und als Unterrichtshilfe gut geeignet. Die Inhalte sind exemplarisch und generalisierbar. Die aktuelle technische Gegenwärtigkeit des Buches zeigt sich in einer angemessenen Beschreibung zur Schaltungssimulation mit der benutzerfreundlichen Software LTspiceIV / SWCADIII. Diese kostenlose Software ist professionell und entspricht den PSPICE-Rechenalgorithmen.Schaltungsbeispiele werden in ihrer Funktionsweise beschrieben und die Ergebnisse mess- oder simulationstechnisch visualisiert. Diese Auflage wurde um ein offen gestaltetes Projekt zu einem pulsweiten-modulierten Li-Ion-Akku-Ladeschaltregler erweitert.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Besonders zum Selbststudium ist dieses Buch hervorragend geeignet, da es nicht zum Erwerb formalen Wissens führt, sondern in den Lerneinheiten die Analyse und den Transfer des erworbenen Wissens fördert. Damit wird ein wichtiger Lernschritt vollzogen, um Schaltungsprinzipien generalisieren zu können und eigene Schaltungen entwickeln zu helfen.
Neu in dieser Auflage ist ein Kapitel zur Schaltungssimulation mit der benutzerfreundlichen Software SWCAD III. Anhand von Beispielen werden Schaltungen in ihrer Funktionsweise beschrieben und die Ergebnisse visualisiert.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Aktualisiert: 2023-03-14
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Der klar strukturierte Aufbau des Buches mit zahlreichen Aufgaben, Vertiefungsübungen und den entsprechenden Lösungen erleichtert die Verallgemeinerung von Schaltprinzipien und die Entwicklung eigener Schaltungen. Es ist daher besonders zum Selbststudium und als Unterrichtshilfe gut geeignet. Die Inhalte sind exemplarisch und generalisierbar. Zum Verständnis der einzelnen Abschnitte sind nur grundlegende Kenntnisse der Elektrotechnik erforderlich.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Aktualisiert: 2023-04-01
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Die mehrbändige bietet einen ver- ständlichen Einstieg in dieses wichtige Teilgebiet der In- formatik. Leser mit unterschiedlichen Vorkenntnissen gewin- nen schrittweise einen Überblick über die in Studium und Be- ruf benötigten elektrotechnischen und elektronischen Grund- lagen. Auf dieser Basis werden Komponenten und Strukturen von heutigen Computersystemen eingeführt. Der Übungsband mit Diskette dient zur Einübung und Vertiefung des in den Lehrbüchern und durchgenommenen Stoffes. Die Rechenaufgaben mit Lösungen beziehen sich vor allem auf die physikalischen Grundlagen. Die komplexeren Problemstellungen in der Computertechnik werden mit den Simulationsprogrammen auf der Diskette gelöst.
Aktualisiert: 2023-04-02
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Aktualisiert: 2023-03-14
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The interest on hardware-in-the-loop (HIL) simulators of power electronic circuits in the field of automotive, as well as in the field of energy supply, has increased in the last decades. While the interest of the automotive sector increases, due to the move from conventional to electric or hybrid electric vehicles, the power suppliers interests are based on the increasing complexity, which is the result of the decentralization structure of the grid and the involvement of renewable energy sources, like wind or solar energy. This thesis investigates in modeling approaches for power electronic circuits. The focus is on the analysis and advancement of known approaches, which are rated by their computation effort, memory usage, algorithmizability, generalizability and usability on processor- and especially Field-Programmable-Gate-Array-based real-time systems. Furthermore, an automatic generation procedure for supporting the engineer by creating an application specific and real-time capable oversampling model for HIL-simulation is presented. At the end of this thesis, based on two chosen modeling approaches, a HIL-simulation of a rectifier with power factor correction is described. Measurements on the real plant and the HILsimulator are compared and serve as proof of applicability.
Aktualisiert: 2022-09-30
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Verletzen die Störemissionen leistungselektronischer Komponenten am Ende des Entwicklungsprozesses Grenzwerte, können kostenintensive Nachbesserungen nötig sein. Um dies zu vermeiden, wird in dieser Arbeit eine Vorgehensweise vorgestellt, die die Abschätzung und Einflussparameteranalyse der Störemissionen leistungselektronischer Komponenten möglichst früh im Entwicklungsprozess erlaubt.
Die Vorgehensweise basiert auf SPICE-Zeitbereichsmodellen, die die leistungselektronischen Komponenten abbilden. Hierbei werden verteilte parasitäre Elemente der Verbindungsstruktur (z.B. Leiterplatte) sowie parasitäre Elemente diskreter Bauteile (z.B. MOSFET oder Kondensator) eingebunden. Komponenten der Messumgebung wie Verkabelung und Netznachbildung werden durch Frequenzbereichsmodelle abgebildet. Ein digitaler Signalverarbeitungsprozess bildet als Alternative zur FFT die Schnittstelle zwischen beiden Bereichen und bietet gleichzeitig die Möglichkeit den Einfluss von Spektrumanalysator oder Messempfänger zumindest ansatzweise zu berücksichtigen.
Der wissenschaftliche Beitrag dieser Arbeit liegt nicht in der Entwicklung neuer Methoden zur Modellierung der Störemissionsentstehungs- und Koppelmechanismen, die genauer sind als bereits aus der Literatur bekannte Methoden, sondern in der Kombination selbiger zu einer ganzheitlichen Vorgehensweise auf einer vom konkreten Anwendungsfall losgelösten Abstraktionsebene.
Aktualisiert: 2020-07-29
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Einfacher und praxisnaher Einstieg in NI Multisim
Dieses Übungs- und Arbeitsbuch bietet einen einfachen Einstieg in die Software und zeigt, wie durch die Arbeit mit Multisim nach kurzer Einarbeitungszeit elektrotechnische Gesetzmäßigkeiten besser erkennbar und elektronische Schaltungen leichter verständlich werden.In fast 350 Aufgaben untersuchen und lösen Sie elektrische und elektronische Schaltungen selbstständig. Hierbei helfen kurze Einführungen in die einzelnen Fachthemen und Zusammenstellungen wichtiger Formeln.
Das Buch ist für die Technikerausbildung konzipiert, richtet sich aber ebenso an Berufsschüler und Studierende im Grundstudium. Es eignet sich ebenfalls hervorragend für das Selbststudium.
Die 5. Auflage wurde komplett durchgesehen, aktualisiert und der neuen Version 14.0.1 angepasst.Die Studentenversion des Programms liegt diesem Buch auf DVD bei. Die Schaltungen zur 5. Auflage sowie ein PDF zur Anleitung finden Sie auf der Homepage des Hanser Verlags.
Aktualisiert: 2020-06-27
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Einfacher und praxisnaher Einstieg in NI Multisim
Dieses Übungs- und Arbeitsbuch bietet einen einfachen Einstieg in die Software und zeigt, wie durch die Arbeit mit Multisim nach kurzer Einarbeitungszeit elektrotechnische Gesetzmäßigkeiten besser erkennbar und elektronische Schaltungen leichter verständlich werden.In fast 350 Aufgaben untersuchen und lösen Sie elektrische und elektronische Schaltungen selbstständig. Hierbei helfen kurze Einführungen in die einzelnen Fachthemen und Zusammenstellungen wichtiger Formeln.Die 5. Auflage wurde komplett durchgesehen, aktualisiert und der neuen Version 14.0.1 angepasst.Die Studentenversion des Programms liegt diesem Buch auf DVD bei. Die Schaltungen zur 5. Auflage sowie ein PDF zur Anleitung finden Sie auf der Homepage des Hanser Verlags.
Das Buch ist für die Technikerausbildung konzipiert, richtet sich aber ebenso an Berufsschüler und Studierende im Grundstudium. Es eignet sich ebenfalls hervorragend für das Selbststudium.
Aktualisiert: 2020-01-01
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Aktualisiert: 2023-04-01
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