Elektrische Energietechnik: Geräte

ISBN-13: 9783642463631 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 401 str.

G. Albrecht; G. Albrecht

Spis treści

0. Allgemeine Grundlagen.- 0.1 Formelzeichen, Größen und Einheiten.- 0.2 Normen und Bestimmungen.- 0.3 Schaltzeichen.- 1. Stromrichter.- 1.0 Verzeichnis der verwendeten Formelzeichen.- 1.1 Grundlagen.- 1.1.1 Bezeichnungen und Begriffe.- 1.1.2 Stromrichterarten (äußere Wirkungsweise).- 1.1.2.1 Grundfunktionen von Stromrichtern.- 1.1.2.2 Steuerung und Richtung des Energieflusses.- 1.1.3 Schaltvorgänge und Kommutierung.- 1.1.3.1 Natürliche Kommutierung.- 1.1.3.2 Erzwungene Kommutierung.- 1.1.4 Stromrichterarten (innere Wirkungsweise).- 1.1.4.1 Fremdgeführte Stromrichter.- 1.1.4.2 Selbstgeführte Stromrichter.- 1.1.4.3 Wechselstromschalter und -steller.- 1.1.5 Taktgebung der Stromrichter.- 1.1.5.1 Fremdgetaktete Stromrichter.- 1.1.5.2 Eigengetaktete Stromrichter.- 1.2 Stromrichterventile.- 1.2.1 Halbleiterventile.- 1.2.1.1 Selengleichrichter.- 1.2.1.2 Siliziumdioden.- 1.2.1.3 Thyristoren.- 1.2.1.4 Leistungstransistoren.- 1.2.2 Schaltverhalten.- 1.2.3 Beschaltung.- 1.2.3.1 Halbleiterventilbeschaltung.- 1.2.3.2 Netz-, Transformator- und Lastbeschaltung.- 1.2.3.3 Reihenschaltung.- 1.2.3.4 Parallelschaltung.- 1.2.4 Zündung.- 1.2.5 Kühlung.- 1.2.5.1 Thermische Ersatzschaltung.- 1.2.5.2 Kühlarten.- 1.2.5 Quecksilberdampfventile.- 1.2.6.1 Thyratrons.- 1.2.6.2 Excitrons.- 1.2.6.3 Ignitrons.- 1.2.6 Hochvakuumventile.- 1.2.7 Mechanische Ventile.- 1.2.8.1 Kontaktumformer.- 1.2.8.2 Quecksilberstrahl-Wechselrichter.- 1.3 Stromrichterschaltungen, -geräte und -anlagen.- 1.3.1 Stromrichterschaltungen.- 1.3.1.1 Mittelpunktschaltungen.- 1.3.1.2 Brückenschaltungen.- 1.3.1.3 Verdopplet und Vervielfacherschaltungen.- 1.3.1.4 Wechselwegschaltungen.- 1.3.1.5 Polygonschaltungen.- 1.3.1.6 Ergänzende Kennzeichen von Stromrichterschaltungen.- 1.3.1.7 Zusammengesetzte Stromrichterschaltungen.- 1.3.2 Eigenschaften wichtiger Stromrichter.- 1.3.2.1 Netzgeführte Gleich- und Wechselrichter.- 1.3.2.2 Netzgeführte Umkehrstromrichter.- 1.3.2.3 Netzgeführte Direktumrichter.- 1.3.2.4 Lastgeführte Wechselrichter.- 1.3.2.5 Wechselstromschalter.- 1.3.2.6 Wechselstromsteller.- 1.3.2.7 Gleichstromschalter.- 1.3.2.8 Gleichstromsteller.- 1.3.2.9 Selbstgeführte Wechselrichter.- 1.3.2.10 Pulswechselrichter.- 1.3.2.11 Halbgesteuerte Schaltungen.- 1.3.2.12 Schaltungen mit Abschnitt-und Sektorsteuerung.- 1.3.2.13 Blindleistungs-Stromrichter.- 1.3.3 Stromrichtertransformator.- 1.3.4 Magnetische und elektrische Energiespeicher.- 1.3.4.1 Drosselspulen.- 1.3.4.2 Kondensatoren.- 1.3.4.3 Filter, Sieb- und Saugkreise.- 1.3.5 Steuerung von Stromrichtern.- 1.3.6 Regelung von Stromrichtern.- 1.3.7 Stromrichterzubehör.- 1.3.8 Betriebsbedingungen.- 1.3.9 Lastarten.- 1.3.10 Betriebsarten und Belastungsklassen.- 1.3.11 Prüfungen.- 1.3.12 Verluste und Wirkungsgrad.- 1.3.13 Netzrückwirkungen.- Literatur zu 1. Stromrichter.- 2. Transformatoren, Drosselspulen, Meßwandler und Überspannungsabieiter.- 2.1 Transformatoren.- 2.1.1 Allgemeine Begriffe; Arten von Transformatoren.- 2.1.2 Auslegung, Wirkungsweise und Verhalten im Betrieb.- 2.1.2.1 Kenngrößen.- 2.1.2.2 Allgemeine Theorie.- 2.1.2.3 Verhalten im Leerlauf.- 2.1.2.4 Streufeld, Kurzschlußprüfung und -Verluste.- 2.1.2.5 Kurzschlußbeanspruchungen.- 2.1.2.6 Verhalten bei Überspannungen.- 2.1.2.7 Parallelbetrieb.- 2.1.2.8 Erwärmung, Lebensdauer, Überlastbarkeit.- 2.1.2.9 Einstellbarkeit der Übersetzung.- 2.1.2.10 Geräusch verhalten.- 2.1.2.11 Überwachung im Betrieb.- 2.1.3 Konstruktiver Aufbau.- 2.1.3.1 Eisenkern.- 2.1.3.2 Wicklung.- 2.1.3.3 Isolierung.- 2.1.3.4 Abstütz- und Preßkonstruktion.- 2.1.3.5 Stufenschalter und Umsteller.- 2.1.3.6 Durchführungen.- 2.1.3.7 Kessel, Transport.- 2.1.3.8 Kühleinrichtung.- 2.1.3.9 Schutz- und Überwachungseinrichtungen.- 2.1.4 Sondertransformatoren.- 2.1.5 Prüfungen.- 2.2 Drosselspulen (W. Dietrich und W. Stein).- 2.2.1 Allgemeines; Aufbau von Drosselspulen.- 2.2.2 Arten von Drosselspulen.- 2.2.2.1 Kurzschluß-Drosselspulen.- 2.2.2.2 Parallellauf-Drosselspulen.- 2.2.2.3 Kompensations-Drosselspulen.- 2.2.2.4 Erdschlußlöschspulen.- 2.2.2.5 Sternpunkt-Erdungsdrosselspulen.- 2.2.2.6 Sternpunktbildner und Erdungstransformatoren.- 2.2.2.7 Transduktoren.- 2.2.2.8 Sonstige Drosselspulen.- 2.3 Meßwandler.- 2.3.1 Aufgaben und Arbeitsprinzip.- 2.3.2 Theorie.- 2.3.3 Werkstoffe.- 2.3.4 Bauformen.- 2.3.5 Betriebsverhalten.- 2.3.5.1 Anforderungen.- 2.3.5.2 Erdschluß.- 2.3.5.3 Überströme, Erwärmung.- 2.3.5.4 Übertragungsvermögen.- 2.3.5.5 Kippschwingungen.- 2.3.5.6 Gefahrenquellen.- 2.4 Überspannungsabieiter.- 2.4.1 Aufgabenstellung.- 2.4.2 Arten von Überspannungsableitern.- 2.4.3 Ventilableiter.- 2.4.3.1 Arbeitsprinzip.- 2.4.3.2 Ableitwiderstände.- 2.4.3.3 Löschfunkenstrecke.- 2.4.3.4 Steuerung.- 2.4.3.5 Druck entlastungseinrichtung.- 2.4.4 Anwendung von Ventilableitern.- 2.4.4.1 Isolationskoordination, Schutzpegel.- 2.4.4.2 Schutzbereich.- 2.4.4.3 Erdung.- 2.4.4.4 Schutzstrecke.- 2.4.5 Überwachung im Betrieb.- 2.4.5.1 Abbildfunkenstrecke.- 2.4.5.2 Ansprechzähler.- 2.4.6 Begriffserklärungen.- Literatur zu 2. Transformatoren, Drosselspulen, Meßwandler und Überspannungsabieiter.- 3. Kondensatoren.- 3.1 Grundlagen.- 3.1.1 Der Kondensator an Wechselspannung.- 3.1.2 Parallel- und Reihenschaltung.- 3.1.3 Schaltungen bei Drehstrom.- 3.2 Bemessung, Dielektrika, Aufbau und Prüfung (F. J. Pollmeier).- 3.2.1 Bemessungsfragen.- 3.2.1.1 Elektrische Beanspruchung.- 3.2.1.2 Thermische Beanspruchung.- 3.2.1.3 Alterung und Lebensdauer.- 3.2.2 Dielektrikumsarten und ihre Eigenschaften.- 3.2.2.1 Baustoffe.- 3.2.2.2 Dielektrikumsarten.- 3.2.3 Konstruktiver Aufbau.- 3.2.3.1 Wickelarten.- 3.2.3.2 Wickelkontaktierung.- 3.2.3.3 Einbau der Wickel in Gehäuse.- 3.2.3.4 Schutzeinrichtungen bei Leistungskondensatoren.- 3.3 Anwendungen.- 3.3.1 Übersicht.- 3.3.2 Leistungskondensatoren.- 3.3.3 Reihenkondensatoren.- 3.3.4 Überspannungsschutz-Kondensatoren.- 3.3.5 Glättungskondensatoren.- 3.3.6 Stoßstromkondensatoren.- 3.3.7 Mittelfrequenz-Kondensatoren.- Literatur zu 3. Kondensatoren.- 4. Akkumulatoren, Primärzellen, Energie-Direktumwandlung.- 4.1 Akkumulatoren.- 4.1.1 Allgemeine Angaben.- 4.1.2 Blei-Akkumulatoren.- 4.1.2.1 Physikalisch-chemische Grundlagen.- 4.1.2.2 Konstruktion und Aufbau.- 4.1.2.3 Ortsfeste Bleiakkumulatoren.- 4.1.2.4 Traktionsbatterien (Industriebatterien).- 4.1.2.5 Starterbatterien.- 4.1.2.6 Sonstige Bleiakkumulatoren.- 4.1.3 Akkumulatoren mit positiven Nickelelektroden.- 4.1.3.1 Allgemeines.- 4.1.3.2 Aktive Bestandteile.- 4.1.3.3 Bauarten von Platten für Akkumulatoren mit Nickelelektroden.- 4.1.3.4 Konstruktion und Aufbau der Zellen.- 4.1.3.5 Eigenschaften von nicht gasdichten Akkumulatoren mit Nickelelektroden.- 4.1.3.6 Gasdichte Cadmium/Nickel-Akkumulatoren.- 4.1.4 Zink-Silber-Akkumulatoren.- 4.1.5 Ladeverfahren.- 4.1.6 Sonstiges.- 4.2 Primärzellen.- 4.2.1 Spezielle Begriffe.- 4.2.2 Bezeichnungen und Abmessungen.- 4.2.3 Zink/Braunstein-Zellen mit annähernd neutralem Elektrolyten.- 4.2.4 Zink/Braunstein-Zellen mit alkalischem Elektrolyten.- 4.2.5 Zink/Quecksilberoxid-Zellen.- 4.2.6 Zink/Silberoxid-Zellen.- 4.2.7 Luftsauerstoffzellen und Zink/Luft-Zellen.- 4.2.8 Sonstige Primärzellen.- 4.2.9 Das Weston-Normalelement.- 4.3 Hochenergiezellen.- 4.3.1 Definitionen.- 4.3.2 Primärzellen.- 4.3.2.1 Primärelemente mit organisch gelöstem Elektrolyten.- 4.3.2.2 Primärzellen mit anorganischen aprotischen Elektrolyten.- 4.3.2.3 Trockenzellen mit organischen Depolarisatoren.- 4.3.2.4 Trockenzellen mit festen Elektrolyten.- 4.3.2.5 Primärzellen mit ungewöhnlichen Stoffen in den Elektroden…..- 4.3.2.6 ktivierbare Zellen.- 4.3.3 Hochenergie-Akkumulatoren.- 4.3.3.1 Akkumulatoren mit organisch gelöstem Elektrolyten.- 4.3.3.2 Akkumulatoren mit schmelzflüssigen Elektrolyten.- 4.3.3.3 Natrium/Schwefel-Akkumulatoren mit festem Elektrolyten.- 4.3.3.4 Metall/Luft-Akkumulatoren.- 4.3.3.5 Zink/Nickel-Akkumulatoren.- 4.4 Brennstoffzellen.- 4.4.1 Thermodynamik der Brennstoffzellen.- 4.4.2 Begriffsbestimmungen.- 4.4.3 Systematik.- 4.4.4 Technische Einzelheiten.- 4.4.5 Ausblick.- 4.5 Thermoelektrische Stromerzeuger.- 4.5.1 Thermodynamische Phänomene.- 4.5.2 Thermoelektrische Werkstoffe.- 4.5.3 Technische Ausführung von Thermoelementen.- 4.6 Radionuklidbatterien.- 4.6.1 Nuklidauswahl.- 4.6.2 Umwandlungsverfahren.- 4.6.2.1 Thermoelektrische Radionuklidbatterien.- 4.6.2.2 Thermionische Radionuklidbatterien.- 4.6.2.3 Thermophotovoltaische Radionuklidbatterien.- 4.6.2.4 Radionuklidbatterien mit dynamischem Wandler.- 4.6.2.5 Radiophotovoltaische Radionuklidbatterien.- 4.6.2.6 Radiovoltaische Radionuklidbatterien.- 4.6.2.7 Radionuklidbatterien mit direkter Aufladung.- 4.6.2.8 Kontaktpotentialbatterie.- 4.7 Thermionischer Konverter.- 4.7.1 Grundlagen.- 4.7.2 Konvertertypen.- 4.8 MHD-Generatoren.- 4.8.1 Physikalische Grundlagen.- 4.8.2 Probleme der MHD-Generatorentwicklung.- 4.8.3 MHD-Generatoren mit verschiedenen Arbeitsmedien.- 4.9 Photoelemente (Solarzellen).- 4.9.1 Absorption von Licht in Halbleitern.- 4.9.2 Ladungstrennung in einer Sperrschicht.- 4.9.3 Eigenschaften von Sperrschicht-Photoelementen.- Literatur zu 4. Akkumulatoren, Primärzellen, Energie-Direktumwandlung.- 5. Geräte der Hochenergiephysik.- 5.1 Formelzeichen, Größen und Einheiten.- 5.2 Teilchenbeschleuniger.- 5.2.1 Anwendungsbereich.- 5.2.2 Lineare Teilchenbeschleuniger.- 5.2.2.1 Kaskaden- und Bandgeneratoren.- 5.2.2.2 Linearbeschleuniger.- 5.2.3 Kreisbeschleuniger.- 5.2.3.1 Physikalische Grundlagen.- 5.2.3.2 Betatron.- 5.2.3.3 Mikrotron.- 5.2.3.4 Zyklotron.- 5.2.3.5 Synchrozyklotron und Isochronzyklotron.- 5.2.3.6 Synchrotron.- 5.3 Ablenkmagnete.- 5.3.1 Allgemeine Eigenschaften.- 5.3.2 Magnettypen.- 5.3.3 Eigenschaften des Magnetfeldes.- 5.3.3.1 Feldgenauigkeit.- 5.3.3.2 Endfeldkorrekturen.- 5.3.3.3 Einfluß der Sättigung.- 5.3.3.4 Dynamisches Verhalten.- 5.3.4 Technischer Aufbau.- 5.3.4.1 Eisenkörper.- 5.3.4.2 Wicklung.- 5.3.4.3 Kühlung.- 5.4 Fokussierelemente.- 5.4.1 Prinzipien der Teilchenfokussierung.- 5.4.1.1 Eigenschaften von Teilchenstrahlen.- 5.4.1.2 Strahloptik.- 5.4.2 Typen der Fokussierelemente.- 5.4.2.1 Quadrupol.- 5.4.2.2 Solenoid.- 5.5 Speicherringe.- 5.5.1 Physikalische Grundlagen.- 5.5.2 Allgemeine Wirkungsweise.- 5.5.3 Luminosität.- 5.5.4 Aufbau eines Speicherringes.- 5.5.5 Elektro-Positron-Speicherring.- 5.5.5.1 Synchrotronstrahlung.- 5.5.5.2 Strahldimensionen.- 5.5.5.3 Hochfrequenzsystem.- 5.5.5.4 Ultra-Hochvakuumsystem.- 5.5.5.5 Strahlkontrollen.- 5.5.5.6 Strahlinstabilitäten.- 5.5.6 Protonen-Speicherring.- Literatur zu 5. Geräte der Hochenergiephysik.