Holdings: Magnetische Bauelemente

Magnetische Bauelemente: Grundlagen und Anwendungen

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Bibliographic Details
Main Author:	Zacharias, Peter 1957- (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Wiesbaden Springer Vieweg [2020]
Series:	Lehrbuch
Subjects:	Magnetisches Bauelement Simulation Induktives Bauelement Weichmagnetischer Werkstoff Magnetfeld Magnetische Eigenschaft Elektromagnet Ersatzschaltbild Lehrbuch
Online Access:	Inhaltstext http://www.springer.com/ Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	XVI, 752 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm, 1551 g
ISBN:	9783658247416 365824741X

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 DAS MAGNETOSTATISCHE FELD ...................................................................................... 1 1.1 MAGNETISCHE FELDGROESSEN UND KENNGROESSEN MAGNETISCHER KREISE ......... 2 1.2 DAS UMLAUFINTEGRAL IM MAGNETISCHEN FELD - DIE MAGNETOMOTORISCHE KRAFT (MMK) - DIE DURCHFLUTUNG .......................... 11 1.3 DER MAGNETISCHE KREIS UND SEINE ELEMENTE ............................................. 16 1.4 ENERGIE UND KRAEFTE IM MAGNETISCHEN FELD ............................................... 20 1.5 DAS BIOT-SAVART * SCHE GESETZ ................................................................... 22 1.6 DIE LORENTZ-KRAFT ...................................................................................... 24 1.7 DAS VEKTORPOTENZIAL ................................................................................... 29 LITERATUR .................................................................................................................... 29 2 DAS MAGNETODYNAMISCHE FELD ............................................................................... 31 2.1 DAS INDUKTIONSGESETZ ................................................................................. 31 2.2 SELBSTINDUKTION ........................................................................................ 37 2.3 GEGENINDUKTION ........................................................................................ 44 2.4 TRANSFORMATOREN ........................................................................................ 46 2.5 SCHWINGKREISE MIT KONZENTRIERTEN ELEMENTEN ........................................ 52 2.6 ENERGIEAUSBREITUNG ZWISCHEN LEITUNGEN UND IM RAUM ......................... 58 2.7 DIE MAXWELL * SCHEN GLEICHUNGEN ............................................................. 72 LITERATUR ................................................................................................................... 74 3 MAGNETISCHE EIGENSCHAFTEN VON WERKSTOFFEN ..................................................... 75 3.1 MAKROSKOPISCHE BESCHREIBUNG MAGNETISCHER EIGENSCHAFTEN ............... 75 3.2 ATOMISTISCHE MODELLE DES MAGNETISMUS ................................................ 91 3.3 TEMPERATUREINFLUESSE AUF DIE MAGNETISCHEN EIGENSCHAFTEN ..................... 97 3.4 VERLUSTMECHANISMEN IN MAGNETISCHEN BAUELEMENTEN ........................... 103 3.5 ENERGIE UND KRAEFTE IM MAGNETISCHEN FELD .............................................. 105 3.6 MAGNETOSTRIKTION ...................................................................................... 114 LITERATUR ................................................................................................................... 117 VII VIII INHALTSVERZEICHNIS 4 OPTIMIERUNG WEICHMAGNETISCHER BAUELEMENTE ................................................. 119 4.1 GRUNDSAETZLICHE ANFORDERUNGEN AN WEICHMAGNETISCHE SPITZEN WERKSTOFFE...................................... 119 4.2 BESCHREIBUNG DER KEMVERLUSTE BEI MAGNETISIERUNG .............................. 122 4.3 OPTIMIERUNGSANSATZ FUER TRANSFORMATOREN .............................................. 126 4.4 OPTIMIERUNGSANSATZ FUER DROSSELN MIT LUFTSPALT ...................................... 132 4.5 SPEZIELLE MATERIALPROBLEME BEI DER AUSLEGUNG INDUKTIVER BAUELEMENTE ............................................................................................... 139 4.6 OPTIMIERUNGSANSATZ FUER SCHALTDROSSELN ................................................... 144 LITERATUR .................................................................................................................... 147 5 TRANSFORMATION MAGNETISCHER UND ELEKTRISCHER KREISE .................................... 149 5.1 VERGLEICH MAGNETISCHER UND ELEKTRISCHER KREISE .................................... 149 5.2 MAGNETISIERUNG EINES KEMABSCHNITTS DURCH EINE VON STROM DURCHFLOSSENE WICKLUNG ......................................................... 152 5.3 DUALITAETSPRINZIP UND GRAFISCHE SCHALTUNGSINVERSION .............................. 155 5.4 EINKOPPLUNG EINES ELEKTRISCH VERURSACHTEN MAGNETISCHEN WECHSELFLUSSES IN EINE ELEKTROMAGNETISCHE SCHALTUNG MIT WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN BEIDEN FELDARTEN ...................................... 156 5.5 MODELLIERUNGSBEISPIEL EINES LINEAREN STREUKERN-TRANSFORMATORS ........ 166 5.6 MODELLIERUNGSANSATZ FUER NICHTLINEARE MAGNETISCHE ABSCHNITTE ............. 170 5.7 BERUECKSICHTIGUNG HARTMAGNETISCHER EIGENSCHAFTEN ................................ 187 5.8 VARIABLE MAGNETISCHE ABSCHNITTE IN INDUKTIVEN AUFBAUTEN .................... 189 LITERATUR .................................................................................................................... 199 6 BERECHNUNG UND MODELLIERUNG VON LINEAREN MAGNETFELD-ABSCHNITTEN IN MAGNETISCHEN BAUELEMENTEN ............................................................................. 201 6.1 ELEMENTARE MAGNETISCHE LEITWERTE ......................................................... 201 6.2 VERTEILTE MAGNETISCHE FELDGROESSEN VERSUS KONZENTRIERTE ERSATZPARAMETER .................................................... 205 6.3 INDUKTIVITAET VON LEITERN UND LEITERANORDNUNGEN .................................... 209 6.4 INDUKTIVITAET VON WICKLUNGEN ................................................................... 212 6.5 STREUINDUKTIVITAET ZWISCHEN WICKLUNGEN ................................................... 219 6.6 ANSAETZE ZUR BESTIMMUNG DER STREUINDUKTIVITAET BEI VERSCHIEDENEN WICKLUNGSANORDNUNGEN ................................................... 224 6.7 GESTALTUNG VON TRANSFORMATOREN UND DROSSELN MIT STARKER JOCHSTREUUNG ............................................................................................. 228 6.8 BESTIMMUNG VON PARAMETERN INDUKTIVER BAUELEMENTE MIT RINGKEMEN .......................................................................................... 235 6.9 PERMEABILITAET ALS KOMPLEXE GROESSE .............................................. 248 6.10 KOMPLEXE PERMEABILITAET VON WICKELMATERIAL UND KONSTRUKTIONSTEILEN ............................................................................ 255 LITERATUR .................................................................................................................... 272 INHALTSVERZEICHNIS IX 7 CHARAKTERISIERUNG VON INDUKTIVEN BAUELEMENTEN ............................................ 273 7.1 GRUNDLAGEN ................................................................................................. 273 7.2 ERSATZSCHALTUNGEN FUER INDUKTIVITAETEN ....................................................... 283 7.3 CHARAKTERISIERUNG VON INDUKTIVEN BAUTEILEN UEBER MESSUNG VON SINUSFOERMIGER SPANNUNG, STROM UND DEREN PHASENLAGE ................. 288 7.4 BRUECKENSCHALTUNGEN ZUR BESTIMMUNG DER IMPEDANZBESTANDTEILE VON INDUKTIVEN BAUELEMENTEN ................................................................. 292 7.5 MESSUNG DER B(H(T))-KENNLINIE ................................................ 303 7.6 TRANSFORMATORISCHE MESSVERFAHREN ......................................................... 311 7.7 KALORIMETRISCHEN VERFAHREN ZUR VERLUSTBESTIMMUNG .............................. 314 LITERATUR .................................................................................................................... 322 8 SCHEINLEISTUNG UND VOLUMEN BEI INDUKTIVEN BAUELEMENTEN .......................... 323 8.1 GRUNDSAETZLICHE UEBERLEGUNGEN AM BEISPIEL VON TRANSFORMATOREN ......... 323 8.2 GROESSE OPTIMIERTER FERRIT-DROSSELN UND TRANSFORMATOREN ....................... 327 8.3 BERUECKSICHTIGUNG DIELEKTRISCHER EIGENSCHAFTEN IM KEM ....................... 340 8.4 KLEIN-TRANSFORMATOREN FUER NETZFREQUENZ .............................................. 346 8.5 PROBLEME DER ERHOEHUNG DER 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BESTIMMUNG EINES OPTIMIERTEN FUNKTIONENSYSTEMS ZUR APPROXIMATION VON MESSDATEN AUS STICHPROBEN DER MESSDATEN ........... 409 9.6 EIGENSCHAFTEN DER APPROXIMIERENDEN BASISVEKTOREN ............................. 422 9.7 GUETEFUNKTIONALE FUER DIE APPROXIMATION .................................................. 425 9.8 ALGORITHMEN ZUR NUMERISCHEN LOESUNG DER APPROXIMATIONSAUFGABEN ................................................................... 429 LITERATUR ................................................................................................................... 440 10 APPLIKATIONSBEISPIELE .............................................................................................. 443 10.1 SHUNTS ZUR STROMMESSUNG ....................................................................... 443 10.2 STROMWANDLER ZUR STROMMESSUNG ........................................................... 457 10.3 ROGOWSKI-SPULEN ZUR STROMMESSUNG .................................................... 463 10.4 KONSTRUKTIVE ASPEKTE VON DROSSELN ......................................................... 469 10.5 STEUERBARE INDUKTIVITAETEN ......................................................................... 494 X INHALTSVERZEICHNIS 10.6 DC/DC-KONVERTER MIT 2 DROSSELN OHNE KOPPLUNG AUF EINEM KEM ........................................................................................... 514 10.7 STEUERBARE SAUGKREIS-FILTER ZUR VERRINGERUNG VON HARMONISCHEN NETZSTROEMEN ............................................................... 521 10.8 GEKOPPELTE INDUKTIVITAETEN FUER PHASENVERSETZTEN BETRIEB ....................... 529 10.9 DC/DC-WANDLER MIT VERRINGERTER SPANNUNGSBELASTUNG DER SCHALTER ............................................................................................... 547 10.10 DOPPELPULSTEST FUER HALBLEITER-SCHALTELEMENTE ........................................ 555 10.11 BEEINFLUSSUNGSMOEGLICHKEITEN VON STREUINDUKTIVITAETEN .......................... 561 10.12 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DROSSELTRAFO ......... 648 10.21 WECHSELRICHTER AUF BASIS EINES T-FILTERS ................................................. 652 10.22 LEISTUNGSMODULIERBARE ELEKTRONISCHE STROMQUELLE FUER LANGSAM LAENGS GESTROEMTE CO 2 -LASER ....................................................... 658 10.23 BESCHREIBUNG VON SCHWINGKREISEN UND SCHWINGKREISSCHALTUNGEN IN DER PHASENEBENE .................................................................................... 668 10.24 MAGNETISCHE STABILISIERUNG VON HEIZSPANNUNGEN .................................. 676 10.25 OSZILLATOREN MIT NICHTLINEAREN MAGNETISCHEN BAUELEMENTEN ................. 684 10.26 SCHALTUNGSKONZEPTE ZUR ERZEUGUNG KURZER ENERGIEREICHER IMPULSE FUER PULSE POWER APPLIKATIONEN ................................................... 690 10.27 IMPULSLASER MIT HALBLEITERSCHALTER ........................................................... 702 10.28 MAGNETVERSTAERKER ...................................................................................... 710 10.29 GROBDIMENSIONIERUNG EINES TRANSFORMATORS .......................................... 720 LITERATUR .................................................................................................................... 724 WEITERFUEHRENDE LITERATUR ................................................................................................. 729 STICHWORTVERZEICHNIS .......................................................................................................... 739
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS 1 DAS MAGNETOSTATISCHE FELD . 1 1.1 MAGNETISCHE FELDGROESSEN UND KENNGROESSEN MAGNETISCHER KREISE . 2 1.2 DAS UMLAUFINTEGRAL IM MAGNETISCHEN FELD - DIE MAGNETOMOTORISCHE KRAFT (MMK) - DIE DURCHFLUTUNG . 11 1.3 DER MAGNETISCHE KREIS UND SEINE ELEMENTE . 16 1.4 ENERGIE UND KRAEFTE IM MAGNETISCHEN FELD . 20 1.5 DAS BIOT-SAVART * SCHE GESETZ . 22 1.6 DIE LORENTZ-KRAFT . 24 1.7 DAS VEKTORPOTENZIAL . 29 LITERATUR . 29 2 DAS MAGNETODYNAMISCHE FELD . 31 2.1 DAS INDUKTIONSGESETZ . 31 2.2 SELBSTINDUKTION . 37 2.3 GEGENINDUKTION . 44 2.4 TRANSFORMATOREN . 46 2.5 SCHWINGKREISE MIT KONZENTRIERTEN ELEMENTEN . 52 2.6 ENERGIEAUSBREITUNG ZWISCHEN LEITUNGEN UND IM RAUM . 58 2.7 DIE MAXWELL * SCHEN GLEICHUNGEN . 72 LITERATUR . 74 3 MAGNETISCHE EIGENSCHAFTEN VON WERKSTOFFEN . 75 3.1 MAKROSKOPISCHE BESCHREIBUNG MAGNETISCHER EIGENSCHAFTEN . 75 3.2 ATOMISTISCHE MODELLE DES MAGNETISMUS . 91 3.3 TEMPERATUREINFLUESSE AUF DIE MAGNETISCHEN EIGENSCHAFTEN . 97 3.4 VERLUSTMECHANISMEN IN MAGNETISCHEN BAUELEMENTEN . 103 3.5 ENERGIE UND KRAEFTE IM MAGNETISCHEN FELD . 105 3.6 MAGNETOSTRIKTION . 114 LITERATUR . 117 VII VIII INHALTSVERZEICHNIS 4 OPTIMIERUNG WEICHMAGNETISCHER BAUELEMENTE . 119 4.1 GRUNDSAETZLICHE ANFORDERUNGEN AN WEICHMAGNETISCHE SPITZEN WERKSTOFFE. 119 4.2 BESCHREIBUNG DER KEMVERLUSTE BEI MAGNETISIERUNG . 122 4.3 OPTIMIERUNGSANSATZ FUER TRANSFORMATOREN . 126 4.4 OPTIMIERUNGSANSATZ FUER DROSSELN MIT LUFTSPALT . 132 4.5 SPEZIELLE MATERIALPROBLEME BEI DER AUSLEGUNG INDUKTIVER BAUELEMENTE . 139 4.6 OPTIMIERUNGSANSATZ FUER SCHALTDROSSELN . 144 LITERATUR . 147 5 TRANSFORMATION MAGNETISCHER UND ELEKTRISCHER KREISE . 149 5.1 VERGLEICH MAGNETISCHER UND ELEKTRISCHER KREISE . 149 5.2 MAGNETISIERUNG EINES KEMABSCHNITTS DURCH EINE VON STROM DURCHFLOSSENE WICKLUNG . 152 5.3 DUALITAETSPRINZIP UND GRAFISCHE SCHALTUNGSINVERSION . 155 5.4 EINKOPPLUNG EINES ELEKTRISCH VERURSACHTEN MAGNETISCHEN WECHSELFLUSSES IN EINE ELEKTROMAGNETISCHE SCHALTUNG MIT WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN BEIDEN FELDARTEN . 156 5.5 MODELLIERUNGSBEISPIEL EINES LINEAREN STREUKERN-TRANSFORMATORS . 166 5.6 MODELLIERUNGSANSATZ FUER NICHTLINEARE MAGNETISCHE ABSCHNITTE . 170 5.7 BERUECKSICHTIGUNG HARTMAGNETISCHER EIGENSCHAFTEN . 187 5.8 VARIABLE MAGNETISCHE ABSCHNITTE IN INDUKTIVEN AUFBAUTEN . 189 LITERATUR . 199 6 BERECHNUNG UND MODELLIERUNG VON LINEAREN MAGNETFELD-ABSCHNITTEN IN MAGNETISCHEN BAUELEMENTEN . 201 6.1 ELEMENTARE MAGNETISCHE LEITWERTE . 201 6.2 VERTEILTE MAGNETISCHE FELDGROESSEN VERSUS KONZENTRIERTE ERSATZPARAMETER . 205 6.3 INDUKTIVITAET VON LEITERN UND LEITERANORDNUNGEN . 209 6.4 INDUKTIVITAET VON WICKLUNGEN . 212 6.5 STREUINDUKTIVITAET ZWISCHEN WICKLUNGEN . 219 6.6 ANSAETZE ZUR BESTIMMUNG DER STREUINDUKTIVITAET BEI VERSCHIEDENEN WICKLUNGSANORDNUNGEN . 224 6.7 GESTALTUNG VON TRANSFORMATOREN UND DROSSELN MIT STARKER JOCHSTREUUNG . 228 6.8 BESTIMMUNG VON PARAMETERN INDUKTIVER BAUELEMENTE MIT RINGKEMEN . 235 6.9 PERMEABILITAET ALS KOMPLEXE GROESSE . 248 6.10 KOMPLEXE PERMEABILITAET VON WICKELMATERIAL UND KONSTRUKTIONSTEILEN . 255 LITERATUR . 272 INHALTSVERZEICHNIS IX 7 CHARAKTERISIERUNG VON INDUKTIVEN BAUELEMENTEN . 273 7.1 GRUNDLAGEN . 273 7.2 ERSATZSCHALTUNGEN FUER INDUKTIVITAETEN . 283 7.3 CHARAKTERISIERUNG VON INDUKTIVEN BAUTEILEN UEBER MESSUNG VON SINUSFOERMIGER SPANNUNG, STROM UND DEREN PHASENLAGE . 288 7.4 BRUECKENSCHALTUNGEN ZUR BESTIMMUNG DER IMPEDANZBESTANDTEILE VON INDUKTIVEN BAUELEMENTEN . 292 7.5 MESSUNG DER B(H(T))-KENNLINIE . 303 7.6 TRANSFORMATORISCHE MESSVERFAHREN . 311 7.7 KALORIMETRISCHEN VERFAHREN ZUR VERLUSTBESTIMMUNG . 314 LITERATUR . 322 8 SCHEINLEISTUNG UND VOLUMEN BEI INDUKTIVEN BAUELEMENTEN . 323 8.1 GRUNDSAETZLICHE UEBERLEGUNGEN AM BEISPIEL VON TRANSFORMATOREN . 323 8.2 GROESSE OPTIMIERTER FERRIT-DROSSELN UND TRANSFORMATOREN . 327 8.3 BERUECKSICHTIGUNG DIELEKTRISCHER EIGENSCHAFTEN IM KEM . 340 8.4 KLEIN-TRANSFORMATOREN FUER NETZFREQUENZ . 346 8.5 PROBLEME DER ERHOEHUNG DER BETRIEBSFREQUENZ . 350 8.6 UEBERTRAGUNG^ UND VERTEILUNGSTRANSFORMATOREN DER ENERGIEVERSORGUNG . 362 8.7 WICKLUNGEN AUS KUPFER ODER ALUMINIUM . 367 LITERATUR . 371 9 APPROXIMATION EMPIRISCHER KENNLINIEN . 373 9.1 DIMENSIONSANALYSE ZUR ORDNUNG VON EINFLUSS- UND ERGEBNISGROESSEN UNTEREINANDER . 373 9.2 LINEARE REGRESSIONSANALYSE . 383 9.3 ALLGEMEINER ANSATZ ALS LINEARKOMBINATION VON EINFLUESSEN . 395 9.4 PLANUNG VON EXPERIMENTEN . 402 9.5 BESTIMMUNG EINES OPTIMIERTEN FUNKTIONENSYSTEMS ZUR APPROXIMATION VON MESSDATEN AUS STICHPROBEN DER MESSDATEN . 409 9.6 EIGENSCHAFTEN DER APPROXIMIERENDEN BASISVEKTOREN . 422 9.7 GUETEFUNKTIONALE FUER DIE APPROXIMATION . 425 9.8 ALGORITHMEN ZUR NUMERISCHEN LOESUNG DER APPROXIMATIONSAUFGABEN . 429 LITERATUR . 440 10 APPLIKATIONSBEISPIELE . 443 10.1 SHUNTS ZUR STROMMESSUNG . 443 10.2 STROMWANDLER ZUR STROMMESSUNG . 457 10.3 ROGOWSKI-SPULEN ZUR STROMMESSUNG . 463 10.4 KONSTRUKTIVE ASPEKTE VON DROSSELN . 469 10.5 STEUERBARE INDUKTIVITAETEN . 494 X INHALTSVERZEICHNIS 10.6 DC/DC-KONVERTER MIT 2 DROSSELN OHNE KOPPLUNG AUF EINEM KEM . 514 10.7 STEUERBARE SAUGKREIS-FILTER ZUR VERRINGERUNG VON HARMONISCHEN NETZSTROEMEN . 521 10.8 GEKOPPELTE INDUKTIVITAETEN FUER PHASENVERSETZTEN BETRIEB . 529 10.9 DC/DC-WANDLER MIT VERRINGERTER SPANNUNGSBELASTUNG DER SCHALTER . 547 10.10 DOPPELPULSTEST FUER HALBLEITER-SCHALTELEMENTE . 555 10.11 BEEINFLUSSUNGSMOEGLICHKEITEN VON STREUINDUKTIVITAETEN . 561 10.12 EINPHASIGE TRANSFORMATOREN ZUR SPANNUNGSANPASSUNG UND ISOLATION . 579 10.13 TRANSFORMATOREN FUER MEHRPHASIGE SPANNUNGSSYSTEME . 586 10.14 LEITUNGSTRANSFORMATOREN . 602 10.15 TRANSFORMATOREN MIT STEUERBARER AUSGANGSSPANNUNG . 612 10.16 ELEKTRONISCHE GLEICHSTROMTRANSFORMATOREN . 619 10.17 TRANSFORMATORLOSE AC-NETZEINSPEISUNG AUS DC-QUELLEN UND SPEICHERN . 625 10.18 NETZRUECKWIRKUNGEN VON STROMRICHTERN UND NICHTLINEAREN LASTEN UND IHRE BEEINFLUSSUNG MIT TRANSFORMATOREN * . 631 10.19 PSEUDO-MULTILEVEL-KONVERTER . 642 10.20 ENERGIERUECKGEWINNUNG AUS EINEM KONVERTER MIT DROSSELTRAFO . 648 10.21 WECHSELRICHTER AUF BASIS EINES T-FILTERS . 652 10.22 LEISTUNGSMODULIERBARE ELEKTRONISCHE STROMQUELLE FUER LANGSAM LAENGS GESTROEMTE CO 2 -LASER . 658 10.23 BESCHREIBUNG VON SCHWINGKREISEN UND SCHWINGKREISSCHALTUNGEN IN DER PHASENEBENE . 668 10.24 MAGNETISCHE STABILISIERUNG VON HEIZSPANNUNGEN . 676 10.25 OSZILLATOREN MIT NICHTLINEAREN MAGNETISCHEN BAUELEMENTEN . 684 10.26 SCHALTUNGSKONZEPTE ZUR ERZEUGUNG KURZER ENERGIEREICHER IMPULSE FUER PULSE POWER APPLIKATIONEN . 690 10.27 IMPULSLASER MIT HALBLEITERSCHALTER . 702 10.28 MAGNETVERSTAERKER . 710 10.29 GROBDIMENSIONIERUNG EINES TRANSFORMATORS . 720 LITERATUR . 724 WEITERFUEHRENDE LITERATUR . 729 STICHWORTVERZEICHNIS . 739
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