Industrial and Power Electronics
- 2026
- Buch
- Verfasst von
- Stefanos Manias
- Verlag
- Springer Nature Switzerland
Über dieses Buch
Dieses Lehrbuch soll Ingenieurstudenten in der Industrie- und Leistungselektronik helfen, indem es detaillierte Illustrationen der präsentierten Theorie und zahlreiche gelöste Beispielprobleme bietet. Die gelösten Probleme sollen dazu beitragen, kritisches Denken, analytische Methoden und Problemlösungsstrategien zu entwickeln. Zusätzlich wird die Theorie durch Simulationsbeispiele mit populären Softwareprogrammen wie SPICE, PSIM ™, MATLAB und Simulink gestützt. Das Buch kann auch als wertvolle Ressource für arbeitende Ingenieure und Techniker dienen und es ihnen ermöglichen, sich schnell mit häufigen Problemen im Zusammenhang mit Industrie- und Leistungselektronik-Systemen auseinanderzusetzen, darunter dem Design von Filtern, Antriebskreisen für Leistungshalbleiterbauelemente, Geräuschmessung und Filterung aufgrund elektromagnetischer Störungen (EMI), Motorantriebssystemdesign und dem Design von SPS- und Relaissteuerungssystemen sowie Überwachungssteuerung und SCADA-Systemdesign. Entwickelt für Einführungs- und Fortgeschrittenenkurse in Industrie- und Leistungselektronik; praktischer Leitfaden zu häufigen Problemen praktizierender Ingenieure und Techniker; Bietet zahlreiche gelöste Probleme, die durch Simulationsbeispiele mit SPICE, PSIM, MATLAB und Simulink verstärkt werden.
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Über dieses Buch
This textbook is designed to assist engineering students in industrial and power electronics by providing detailed illustrations of the presented theory and numerous solved example problems. The solved problems aim to help develop critical thinking, analytical methods, and problem-solving strategies. Additionally, the theory is supported by simulation examples using popular software programs such as SPICE, PSIM™, MATLAB, and Simulink. The book can also serve as a valuable resource for working engineers and technicians, allowing them to quickly address common issues related to industrial and power electronics systems, including the design of filters, driving circuits for power semiconductor devices, noise measurement, and filtering due to electromagnetic interference (EMI), motor drive system design, and PLC and relay control automation system design, as well as supervisory control and SCADA system design.
Designed for introductory and advanced courses in industrial and power electronics; A hands-on guide to common issues faced by practicing engineers and technicians; Provides numerous solved problems reinforced by simulation examples using SPICE, PSIM, MATLAB, and Simulink.
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Inhaltsverzeichnis
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Frontmatter
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Chapter 1. Power Semiconductor Devices
Stefanos ManiasDieses Kapitel befasst sich mit dem Betrieb verschiedener Leistungshalbleiterschalter, die für Industrieanlagen wie Elektromotorenantriebe, Elektrofahrzeuge, Robotik und erneuerbare Energiesysteme von entscheidender Bedeutung sind. Es behandelt die wichtigsten Typen von Leistungshalbleiterbauelementen, darunter Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs), Metall-Oxid-Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs) und Bipolar Junction Transistors (BJTs), und beleuchtet ihre Rolle bei der Umwandlung von Leistungselektronik. Der Text erklärt die Klassifizierung und Leistungsgrenzen dieser Geräte, ihre V-I-Eigenschaften und ihr dynamisches Schaltverhalten. Es bietet auch praktische Beispiele und Schaltpläne, um die Konzepte zu veranschaulichen. Das Kapitel schließt mit einer detaillierten Analyse der Leistungsfähigkeit und Schaltfrequenzen verschiedener Schaltgeräte, die wertvolle Erkenntnisse für Fachleute bietet.KI-Generiert
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AbstractThis chapter examines the operation of different power semiconductor switches currently used for the implementation of different industrial equipment such as electric motor drive systems, electric vehicles, robotics, photovoltaic power generation systems, wind turbine power generation systems, active power factor correction systems, switching power supply systems, and many more. The main use of power semiconductor devices is the implementation of power electronics conversion systems that convert a power source to another. For example, a rectifier converts an AC source to DC and an inverter converts a DC source to an AC source. Moreover, controllable power semiconductor devices can be used to implement power switches. Today, the main power semiconductor devices used in industrial electronics include the Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs), the Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs), the Bipolar Junction Transistors (BJTs), the thyristors, and the power diodes. Although in this chapter the power Bipolar Junction Transistor is also presented, it has to be noted that today it is not used as a semiconductor switch for the implementation of power electronics topologies due to its low current gain. -
Chapter 2. Circuit Symbols and Diagrams
Stefanos ManiasDieses Kapitel befasst sich mit der entscheidenden Rolle von Schaltungssymbolen und -diagrammen beim Design, der Fehlersuche und der Wartung elektrischer und elektronischer Geräte. Es beginnt mit der Betonung der Wichtigkeit präziser Diagramme zur Lokalisierung von Fehlern in Industriegeräten, die Produktionsprozesse zum Stillstand bringen können. Das Kapitel gliedert Schaltungssymbole in passive Bauelemente, Relais, Halbleiterbauelemente, Steuersignale, Elektromotoren, Stromquellen und Stromzähler. Es bietet detaillierte Beschreibungen und Beispiele für verschiedene Arten von Diagrammen, einschließlich Schaltplänen, Leiterplatten, Schaltplänen, Leiterkarten und Diagrammen zur Fehlerbehebung. Jede Art von Diagramm wird mit praktischen Beispielen erklärt, wie etwa einer Motorsteuerung und einem Fehlerbehebungsprozess bei der Stromversorgung. Das Kapitel behandelt auch das Design und die Implementierung von Leiterplatten, einschließlich des Einsatzes von Softwaretools wie ORCAD und PROTEL. Am Ende des Kapitels werden die Leser verstehen, wie sie diese Diagramme in ihrer beruflichen Rolle effektiv interpretieren und nutzen können, um eine effiziente Fehlersuche und Wartung elektrischer Systeme sicherzustellen.KI-Generiert
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AbstractAn electrical engineer or a technician is often called upon to locate a fault in an electrical appliance in an industrial plant. In this case, the electrical engineer should have in his hands various diagrams and drawings of the electrical appliance so that together with various measuring instruments will enable him to locate the fault. It should be noted that many times the failure of appliances in an industrial plant can stop the production process, creating different problems for the company. For this reason, it is necessary to know the operation of the electrical appliances, as well as the existence of the necessary diagrams that will contribute to the reintegration of these appliances into industrial production. At this point, it should be mentioned that the design and construction of electrical and electronic appliances require a series of diagrams, based on which the production of these devices is achieved, and which eventually accompanies them to their installation sites. -
Chapter 3. Electrical Circuits Analysis
Stefanos ManiasDieses Kapitel vertieft die grundlegenden Prinzipien und praktischen Anwendungen der Schaltungsanalyse, einer entscheidenden Fähigkeit, um das Verhalten elektrischer Schaltkreise zu verstehen und vorherzusagen. Zunächst werden die grundlegenden Begriffe und Konzepte erläutert, die für die Schaltungsanalyse notwendig sind, wie passive und aktive Schaltungselemente, Widerstände, Kondensatoren und Spulen. Das Kapitel untersucht dann verschiedene Schaltungsanalysemethoden, einschließlich der Knotenspannungsmethode, der Maschenstrommethode, der Überlagerungsmethode und der Thevenin / Norton-Methode für äquivalente Schaltkreise. Jede Methode wird mit detaillierten Beispielen und Schaltplänen veranschaulicht, was das Verständnis der theoretischen Konzepte erleichtert. Das Kapitel behandelt auch transiente und stationäre Schaltungsreaktionen und bietet Einblicke in das Verhalten von Schaltkreisen im Laufe der Zeit. Außerdem werden Leistungskomponenten in Schaltkreisen behandelt, wenn Eingangsspannung und Strom sinusförmig sind, was die Rolle von Wirk- und Blindleistung erklärt. Das Kapitel schließt mit praktischen Beispielen für Schaltkreise mit DC- und AC-Quellen, Schaltern und unterschiedlichen Lasten, die zeigen, wie man die Analysemethoden in realen Szenarien anwendet. Am Ende dieses Kapitels werden die Leser über ein solides Verständnis der Schaltungsanalysetechniken und ihrer Anwendungen verfügen, was sie in die Lage versetzt, elektrische Schaltungen effektiv zu entwerfen und zu beheben.KI-Generiert
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AbstractCircuit analysis is a vital skill that you employ as an electrical engineer or technician to understand and predict the behavior of an electrical circuit. Circuit analysis includes applying mathematical formulas and rules, such as Kirchhoff’s and Ohm’s laws, to analyze the voltage and current in each circuit element. Electrical circuits consist of discrete circuit elements (e.g., capacitors, inductors, resistors, diodes, transistors… .) that are all interconnected on a breadboard or printed circuit board (PCB). Circuit analysis is crucial because it enables you to foresee a circuit’s behavior before it is created, which is one of its key benefits. Ensuring the circuit works as planned is essential during the design phase. Circuit analysis is additionally used to identify and resolve issues with a circuit after it has been constructed. At the most basic level, analyzing circuits involves calculating the current and voltage for a particular element. That’s where element and connection equations come in. Element equations describe the relationship between voltage and current for a specific element. -
Chapter 4. Power Electronics Converters
Stefanos ManiasDieses Kapitel befasst sich mit der Welt der Leistungselektronik-Wandler, die für die Umwandlung elektrischer Energie von einer Form in eine andere unverzichtbar sind. Es behandelt die grundlegenden Prinzipien verschiedener Arten von Wandlern, einschließlich DC-DC-Wandlern, DC-AC-Wechselrichtern, AC-DC-Gleichrichtern und AC-AC-Zyklokonvertern. Der Text enthält eine detaillierte Analyse des Betriebs und der Anwendungen dieser Wandler, wobei der Schwerpunkt auf ihrem Einsatz in Elektromotorenantriebssystemen, erneuerbaren Energiesystemen und Hochspannungsübertragungen liegt. Darüber hinaus wird der Einsatz von Leistungselektronik-Wandlern in Energiespeichern und intelligenten Netzen untersucht. Das Kapitel enthält auch praktische Beispiele und Fallstudien zur Veranschaulichung der diskutierten Konzepte. Am Ende des Kapitels werden die Leser ein umfassendes Verständnis der Rolle von Leistungselektronik-Wandlern in modernen elektrischen Systemen und ihrer Auswirkungen auf Energieeffizienz und Nachhaltigkeit haben.KI-Generiert
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AbstractPower electronics technology deals with power conversion techniques that convert electric power from one form to another, using power semiconductor devices. Depending on the power, voltage, current, frequency ratings, and the type of power conversion, these semiconductor devices can be IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), power MOSFETs, thyristors, power diodes, MCTs (MOS-Controlled Thyristors), GTOs (Gate Turn-Off Thyristors), and Triacs. Depending on the type of power conversion and the energy flow, the following four main categories of power converters exist: -
Chapter 5. Analog and Digital Circuits
Stefanos ManiasDieses Kapitel geht auf die grundlegenden Unterschiede zwischen analogen und digitalen Signalen ein und hebt die Vorteile digitaler Verarbeitungstechniken wie hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten, geringeren Stromverbrauch und die Fähigkeit zur Nutzung von Software hervor. Es werden verschiedene Arten von Operationsverstärkern untersucht, darunter Proportional-, Differenz-, Addier-, Komparator-, Integral- und Derivatverstärker, die jeweils spezifische Anwendungen in der Signalverarbeitung haben. Der Text behandelt auch die Umwandlung zwischen analogen und digitalen Signalen mittels Analog-zu-Digital-Wandlern (ADCs) und Digital-zu-Analog-Wandlern (DACs). Darüber hinaus wird die Implementierung von Kontrollsystemen mit P-, I-, D-, PI-, PD- und PID-Controllern diskutiert und ihre Rolle bei der Aufrechterhaltung der Systemstabilität und -leistung erläutert. Zur Veranschaulichung der theoretischen Konzepte werden praktische Beispiele und Schaltpläne bereitgestellt, die den Fachleuten der Elektronik und Signalverarbeitung den Inhalt zugänglich und anwendbar machen.KI-Generiert
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AbstractThe analog and digital signals are used to process and transmit information signals. Figure 5.1 presents an analog and a digital signal. -
Chapter 6. Relays and Programmable Logic Controllers (PLCs)
Stefanos ManiasDieses Kapitel taucht ein in die Welt der Relais und speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS), zwei Eckpfeiler moderner Automatisierungssysteme. Es beginnt mit der Erforschung der verschiedenen Arten von Relais, einschließlich elektromechanischer und Festkörperrelais, und ihrer Anwendungen bei der Steuerung elektrischer Geräte. Das Kapitel untersucht dann die Struktur und Funktionsweise von SPS und beschreibt ihre Komponenten wie die Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), Ein- und Ausgabemodule und den Speicher. Es werden praktische Beispiele für Automatisierungssysteme mit Relais und SPS geliefert, die ihre Rolle bei der Steuerung industrieller Prozesse veranschaulichen. Das Kapitel vergleicht SPS mit anderen Automatisierungstechnologien und hebt ihre Vorteile in Bezug auf Kosten, Größe und Funktionalität hervor. Darüber hinaus wird die Einführung von PLCs in verschiedenen Branchen diskutiert und ihre Vielseitigkeit und Effizienz hervorgehoben. Das Kapitel schließt mit einem Blick auf die Zukunft der SPS-Technologie und ihre möglichen Auswirkungen auf die industrielle Automatisierung.KI-Generiert
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AbstractA relay is an electromechanical device that can be used to make or break an electrical connection. It consists of a flexible moving mechanical part that can be controlled electronically through an electromagnet. Basically, a relay is just like a mechanical switch, but you can control it with an electronic signal instead of manually turning it on or off. There are two types of relay technologies, the electromechanical and the solid-state. An electromechanical relay is essentially a combination of an inductor (coil) and a switch (contact), where the electromagnetic force of the inductor causes the switch to change position. A solid-state relay accomplishes the same function as semiconductor devices changing impedance to effectively energize or de-energize a circuit (i.e., open or closed). Figure 6.1 shows different types of relays. -
Chapter 7. Microprocessors and Digital Signal Processors for Industrial Applications
Stefanos ManiasDieses Kapitel untersucht die transformativen Auswirkungen von Mikroprozessoren und digitalen Signalprozessoren (DSP) auf industrielle Steuerungssysteme. Er beginnt mit einem Vergleich der Vor- und Nachteile digitaler Steuerungssysteme mit ihren analogen Pendants und hebt die Flexibilität, Genauigkeit und Kosteneffizienz digitaler Technologien hervor. Der Text untersucht die grundlegende Architektur digitaler Prozessoren, einschließlich Input-Output-Geräten, Speichertypen und der Zentraleinheit (CPU). Außerdem wird die Rolle von Software in digitalen Kontrollsystemen und die verschiedenen Typen von Mikroprozessoren und DSP diskutiert, wie universelle Mikroprozessoren, Mikrocontroller und spezialisierte DSP. Praktische Beispiele für die Implementierung von Steuerungssystemen mit Mikroprozessoren und DSP werden bereitgestellt, einschließlich Blockdiagrammen und Beispielen zur Signalverarbeitung. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Bedeutung der Auswahl des richtigen Mikroprozessors oder DSP für spezifische industrielle Anwendungen, um optimale Leistung und Kosteneffizienz zu gewährleisten.KI-Generiert
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AbstractThe great development experienced in the last 20 years by digital computing systems, such as microprocessors (μPs) and digital signal processors (DSPs), resulted in the creation of new, sophisticated techniques of industrial control. So, at the moment, in all sectors of industry, from the simplest production process (such as the movement of a conveyor belt or the control of a voltage load) to the complex application of remote centralized control and monitoring of all individual processes of production, the use of digital systems is very broad. In addition to general-purpose microprocessors, new powerful computing units are constantly appearing on the market, with features tailored to each specific industrial application. The great flexibility of digital systems, the great possibilities they offer for modern control application techniques, and their relatively low cost, which is constantly decreasing, have now established digital technology as an integral part of industrial applications. -
Chapter 8. Supervisory Control and Data Acquisition Systems (SCADA)
Stefanos ManiasAufsichts- und Datenakquisitionssysteme (SCADA) sind in modernen Industriebetrieben von zentraler Bedeutung und bieten ein robustes Rahmenwerk zur Überwachung und Steuerung komplexer Prozesse. Dieses Kapitel vertieft die Kernkomponenten von SCADA-Systemen, einschließlich Remote Terminal Units (RTUs), Programmable Logic Controllers (SPS) und Human-Machine Interfaces (HMIs), und erläutert ihre Rolle bei der Datenerfassung und Prozesskontrolle. Der Text untersucht verschiedene Kommunikationsprotokolle wie Modbus und die verschiedenen Arten von Sensoren und Aktoren, die in SCADA-Systemen verwendet werden, und vermittelt ein umfassendes Verständnis der Interaktion dieser Elemente, um einen effizienten und sicheren Betrieb zu gewährleisten. Darüber hinaus werden in diesem Kapitel die Anwendungen von SCADA-Systemen in verschiedenen Branchen wie Fertigung, Energie und Transport diskutiert und ihre Rolle bei der Steigerung der Produktivität, der Reduzierung von Ausfallzeiten und der Sicherstellung der Einhaltung von Sicherheitsvorschriften hervorgehoben. Untersucht wird auch die Entwicklung der SCADA-Technologie von monolithischen Systemen zu modernen, vernetzten Lösungen, die Einblicke in die Zukunft der industriellen Automatisierung bieten. Das Kapitel schließt mit der Betonung der entscheidenden Rolle von SCADA-Systemen bei der Aufrechterhaltung der Zuverlässigkeit und Effizienz industrieller Prozesse, was es zu einer unverzichtbaren Ressource für Fachleute macht, die ihren Betrieb optimieren wollen.KI-Generiert
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AbstractSCADA stands for Supervisory Control and Data Acquisition. SCADA systems capture, analyze, and control equipment and its real-time data in order to ensure critical or time-sensitive materials and events are handled effectively. Therefore, they are telemetry systems, which collect information (data) from various processes and are used to supervise these processes. Applying a SCADA system in an industrial facility can help decrease production waste and boost overall efficiency by providing useful production insights to operators and management. The information (data) derived from a SCADA system can facilitate data-driven decisions and lead to increased output, reduced costs, and greater control of your processes. Another benefit of SCADA is instant notification and automated response to system alarms. With the immediate knowledge of issues in the production process, operators and backup systems are able to respond quicker to reduce equipment downtime and wasted product. -
Chapter 9. Fuzzy Logic Control
Stefanos ManiasDieses Kapitel taucht in die Welt der Fuzzy-Logic-Steuerung ein, einer Methode, die einen menschlicheren Ansatz zur Verwaltung komplexer Systeme bietet. Es beginnt mit einer Einführung in die Fuzzy-Logik und erklärt, wie sie sich von der traditionellen binären Logik unterscheidet und wie sie mit Nichtlinearitäten und Unsicherheiten umgehen kann, mit denen herkömmliche Kontrollmethoden zu kämpfen haben. Die Geschichte der Fuzzy-Logik wird untersucht, von Aristoteles "binärer Logik bis zur Entwicklung von Fuzzy-Sets durch Lotfi A. Zadeh im Jahr 1965. Das Kapitel diskutiert dann die Prinzipien der Fuzzy-Logik, einschließlich der Mitgliedschaftsfunktionen, Fuzzy-Regeln und des Prozesses der Fuzzifizierung und Defuzzifizierung. Es behandelt auch die grundlegende Struktur eines Mamdani Fuzzy Logic Controllers und die Vorteile und Grenzen einer Fuzzy Control. Der Text bietet praktische Beispiele für eine unscharfe Logiksteuerung in Aktion, wie etwa bei der Drehzahlregelung von Gleichstrommotoren und permanentmagnetsynchronen Motorantriebssystemen für Elektrofahrzeuge. Zur Veranschaulichung der Konzepte werden auch Simulationen mit MATLAB / SIMULINK durchgeführt. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über die Zukunft der Fuzzy-Logik-Steuerung und ihre potenziellen Anwendungen in verschiedenen Branchen.KI-Generiert
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AbstractSeveral research and industrial applications concentrated their efforts on providing simple and easy control algorithms to cope with the increasing complexity of the controlled processes. The main task of a controller is to find a suitable set of commands that can cause the system to smoothly reach the desired state with minimal deviations. The systems involved in practice are, in general, complex and time variant, with delays and nonlinearities, and often with poorly defined dynamics. Consequently, conventional control methodologies such as PID controllers, which are based on linear system theory, have to simplify/linearize the nonlinear systems before they can be used, but without any guarantee of providing good performance. To control nonlinear systems satisfactorily, nonlinear controllers are often developed. The main difficulty in designing nonlinear controllers is the lack of a general structure. Moreover, most linear and nonlinear control solutions developed during the last three decades have been based on precise mathematical models of the systems. Most of those systems are difficult/impossible to be described by conventional mathematical relations, and consequently, these model-based design approaches may not provide satisfactory solutions. -
Chapter 10. Introduction to Motor Drive Systems
Stefanos ManiasDieses Kapitel vertieft sich in die komplexe Welt motorischer Antriebssysteme und beleuchtet ihre entscheidende Rolle in verschiedenen Anwendungen wie Elektrofahrzeugen, Industriemaschinen und erneuerbaren Energiesystemen. Es beginnt mit einer Einführung in die Grundprinzipien motorischer Antriebssysteme, einschließlich ihrer Komponenten und der Rolle der Leistungselektronik bei der Steuerung der Motorleistung. Der Text untersucht dann verschiedene Arten von Motorantriebssystemen, wobei der Schwerpunkt auf Gleichstrom- und Wechselstrommotoren und deren jeweilige Regelungstechniken liegt. Schlüsselthemen sind der Betrieb von Gleichstrommotoren, die Prinzipien von Induktionsmotoren und die Fortschritte in der Leistungselektronik, die die Motorsteuerung revolutioniert haben. In diesem Kapitel werden auch verschiedene Regelungsstrategien wie Skalarsteuerung, direkte Drehmoment- und Flusskontrolle sowie rotorfeldorientierte Steuerung diskutiert und praktische Beispiele und detaillierte Erklärungen gegeben. Darüber hinaus werden intelligente Steuerungstechniken wie künstliche neuronale Netzwerke und Fuzzy Logic eingesetzt, um die Leistung und Effizienz von Motorantriebssystemen zu steigern. Das Kapitel schließt mit einem umfassenden Überblick über die zukünftigen Trends und Herausforderungen in der Motorantriebstechnologie und betont die Bedeutung von Innovation und Forschung in diesem sich rasch entwickelnden Bereich. Durch die Lektüre dieses Kapitels erhalten Fachleute ein tieferes Verständnis von Motorantriebssystemen und ihren Anwendungen sowie der neuesten Fortschritte in der Steuerungstechnik und Leistungselektronik.KI-Generiert
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AbstractElectric motor drive systems are one of the most important but also one of the most interesting fields in the science of Electrical and Computer Engineering. The above characterization becomes clear if one considers the important role that motor drive systems play in the daily lives of all of us, as well as the multilayered social benefits that they provide. -
Chapter 11. Electric Vehicles Technology
Stefanos ManiasDieses Kapitel untersucht die wachsende Bedeutung von Elektrofahrzeugen bei der Verringerung von Schadstoffemissionen aus Verbrennungsmotoren. Er hebt die Vorteile von Elektrofahrzeugen hervor, wie geringere Luftschadstoffe, Null-Emissionen bei der Ladung aus erneuerbaren Quellen und niedrigere Betriebskosten. Der Text diskutiert auch die Nachteile, einschließlich höherer Anschaffungskosten und begrenzter Reichweite. Das Kapitel bietet einen detaillierten Vergleich von Elektrofahrzeugen und Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, einschließlich Emissionen, Kosten und Leistung. Sie untersucht auch die Zukunft von Elektrofahrzeugen und ihr Potenzial, Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren in verschiedenen Anwendungen zu ersetzen. Das Kapitel schließt mit einem Blick auf die verschiedenen Arten von Elektrofahrzeugen und ihre jeweiligen Vor- und Nachteile.KI-Generiert
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AbstractIn recent years, the need to reduce the environmental pollution emissions has become increasingly urgent, much of which undoubtedly comes from Internal Combustion Engines (ICE) in the transport sector. Figure 11.1 shows the distribution of CO2 emissions by sectors in the OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development) countries where the large share of transport (30%) in global environmental pollution is noted. -
Chapter 12. Electrical Power Quality and Electromagnetic Interference
Stefanos ManiasDieses Kapitel geht den kritischen Aspekten der elektrischen Stromqualität (PQ) und ihren tiefgreifenden Auswirkungen auf die Leistung und Langlebigkeit von elektrischen und elektronischen Geräten nach. Es beginnt damit, Netzqualität als Sauberkeit der Leistungswellenform zu definieren, wobei die Bedeutung eines rein sinusförmigen, rauschfreien Signals innerhalb zulässiger Spannungs- und Frequenzgrenzen betont wird. Der Text untersucht ein breites Spektrum von Störungen der Netzqualität, darunter Durchbrüche, Schwellungen, Unterbrechungen, Oberschwingungen und Spannungsunausgewogenheit, die jeweils mit detaillierten Diagrammen zum besseren Verständnis illustriert sind. Außerdem werden die Standards der IEEE-, IEC- und europäischen Normen (EN 50160) diskutiert, die die Qualität der Stromversorgung durch Netzbetreiber definieren. Das Kapitel beleuchtet die finanziellen Auswirkungen schlechter Stromqualität und zitiert eine Studie des Electric Power Research Institute (EPRI), die erhebliche jährliche Verluste für große Industrieanlagen in den USA aufgrund von Stromproblemen aufzeigt. Indem sie diese Störungen und ihre Ursachen verstehen, können Fachleute die mit schlechter Stromqualität verbundenen Risiken besser abmildern und letztlich Ausfallzeiten, Wartungsaktivitäten und finanzielle Verluste verringern.KI-Generiert
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AbstractPower Quality (PQ) can be defined as the quality of electrical power during any abnormal behavior on any power system arising in the form of voltage or current that affects the normal operation of electrical or electronic equipment. The cleanliness of the power is in terms of the waveform shape, which should be pure sinusoidal, noise-free, and within the allowable limits for voltage and frequency. -
Backmatter
- Titel
- Industrial and Power Electronics
- Verfasst von
-
Stefanos Manias
- Copyright-Jahr
- 2026
- Verlag
- Springer Nature Switzerland
- Electronic ISBN
- 978-3-031-85194-0
- Print ISBN
- 978-3-031-85193-3
- DOI
- https://doi.org/10.1007/978-3-031-85194-0
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