Gerhard Herold

Gerhard Herold
Friedrich-Alexander-University of Erlangen-Nürnberg | FAU · Department of Electrical, Electronic and Communication Engineering

Prof. Dr.-Ing. habil.

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Citations
Additional affiliations
January 1993 - October 2012
Friedrich-Alexander-University of Erlangen-Nürnberg
Position
  • Chair
Description
  • Inhaber des Lehrstuhls für Elektrische Energieversorgung der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Publications

Publications (214)
Data
Die Ergebnisse zeigen, daß die realen Parameter eines Stromversorgungsprozesses von den mit Hilfe von Dauerlinien formulierten Extremfällen eingegrenzt werden. Die Dauerlinien erweisen sich so als wertvolles Hilfsmittel für die Bearbeitung vieler Aufgaben im Rahmen der Stromversorgung. Auch für einen noch unbekannten Prozeß, wie z.B. die Stromverso...
Conference Paper
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Using "test to failure" on power transformer for the investigation of insulation strength is time consuming and uneconomical. Therefore it is necessary to have a proto type model, on which the tests can be executed and the results can be generalized on the real size of the assembly. In this paper, a model of an oil channel in a transformer is simul...
Data
Die Arbeit setzt die Folge über die Synchronmaschine im Drehstromnetz -Ausgleichsvorgänge bei konstanter Drehzahl- fort und zeigt die Berechnung unsymmetrischer Kurzschlüsse der Schenkelpolmaschine mit ihren Besonderheiten. Die Rechnung wird mit Raumzeigern und Nullgrößen an einem Beispiel gezeigt.
Data
Das File ist eine Erweiterung zu "Elektromobilität & Stromversorgung - ein paar Gedanken" von Oktober 2017. Neu ist der Vergleich einer Typenreihe von Elektroautos mit einem Diesel-SUV.
Data
Für die Berechnung unsymmetrischer generatornaher Kurzschlüsse im Zustandsraum wird eine Vorgehensweise entwickelt, die auf der Raumzeiger-Zustandsgleichung der magnetisch isotropen Maschine für den symmetrischen Betrieb beruht. Es ist daher nicht nötig, eigens dafür die Zustandsgleichungen der Maschine in orthogonalen Komponenten aufzustellen und...
Data
Die Wirkung eines elektrischen Speichers in der MBHKW-Anlage wird auf der Grundlage von Dauerlinien für verschiedene Lastmodelle untersucht. Grundlage dafür sind die Energie-Jahresmittelwerte über eine Dauer von sechs Betriebsjahren.
Presentation
Full-text available
Eine Mikro-Blockheizkraftwerk-Anlage (MBHKW) wird nach sechs Betriebsjahren auf der Grundlage der jährlichen Energieabrechnungen untersucht. Zur Beurteilung ihrer Wirtschaftlichkeit werden zwei Vergleichsvarianten der Strom- und Wärmeversorgung herangezogen: eine Gasbrennwertheizung für die Wärmeversorgung in Verbindung mit der Stromversorgung aus...
Data
In der vorliegenden Datei werden die Untersuchungen eines Synchrongenerators aus den im ResearchGate vorhandenen Dateien • Turbogenerator1 (DOI: 10.13140/RG.2.2.26848.94726) • Turbogenerator2 (DOI: 10.13140/RG.2.2.23621.91363) • Turbogenerator3n (DOI: 10.13140/RG.2.2.35365.96487) fortgesetzt, wobei aber die Schenkeligkeit der Maschine berücksicht...
Data
Das Betriebsverhalten von Synchronmaschinen im stationären und transienten Betrieb ist im Fachbuch Elektrische Energieversorgung III (EEV3) Drehstrommaschinen – Sternpunktbehandlung – Kurzschlußströme 3., überarbeitete und stark erweiterte Fassung Erlangen & Gröna, 2012-2013 Zum Download bereitgestellt im ResearchGate bzw. Elektrische Energiever...
Data
Das Betriebsverhalten von Synchronmaschinen im stationären und transienten Betrieb ist im Fachbuch Elektrische Energieversorgung III (EEV3) Drehstrommaschinen – Sternpunktbehandlung – Kurzschlußströme 3., überarbeitete und stark erweiterte Fassung Erlangen & Gröna, 2012-2013 Zum Download bereitgestellt im ResearchGate bzw. Elektrische Energiever...
Data
Das Betriebsverhalten von Synchronmaschinen im stationären und transienten Betrieb ist im Fachbuch Elektrische Energieversorgung III Drehstrommaschinen – Sternpunktbehandlung – Kurzschlußströme 3., überarbeitete und stark erweiterte Fassung Erlangen & Gröna, 2012-2013 Zum Download bereitgestellt im ResearchGate bzw. Elektrische Energieversorgung...
Technical Report
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Die Berechnung von stationären Drei-, Vier-oder Fünfleiter-Drehstromnetzen bedeutet im ersten Schritt lediglich eine Erweiterung der Netzwerkparameter (Spannungen, Strö-me, Admittanzen, Impedanzen) auf drei-, vier-bzw. fünfpolige Elemente. Wegen des physikalischen Hintergrundes ist es dabei zweckmäßig, das Drehstromsystem nicht in natürlichen Koord...
Technical Report
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Drehstrom vereinigt die Vorteile von Gleich- und Wechselstrom: • Die mit symmetrischem Drehstrom übertragene Leistung ist wie bei Gleichstrom zeitlich konstant. • Drehstrom ist wie Wechselstrom transformierbar, sodaß die Energie in mehreren Spannungsebenen mit nahezu optimalen Spannungen und Strömen übertragen wer-den kann. • Drehstrom benötigt wie...
Technical Report
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Das Teilleiterverfahren ist ein leistungsfähiges Werkzeug zur Berechnung ebener ohmsch-induktiver Mehrleiter-Anordnungen. Es liefert die Parameter für deren Ausle-gung und Bemessung sowie für weiterführende Netzberechnungen und beruht darauf, die Querschnittsflächen der Leiter in Teilleiter zu diskretisieren, über deren Flächen die Materialparamete...
Technical Report
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Die Anwendung des Teilleiterverfahrens bei der Berechnung ebener Leiter-Anordnungen wird an einer Vielzahl praktischer Beispiele und Aufgabenstellungen gezeigt. Das Verfahren selbst wird dabei als bekannt vorausgesetzt, d.h., die Impedanz- und die Ad-mittanzmatrix der ausreichend fein in Teilleiter diskretisierten Leiteranordnung als gegeben angeno...
Data
Der Einsatz von Vielstufenumrichtern (Multi-Level-Umrichtern) in elektrischen Energieversorgungsnetzen ist vielversprechend. Dabei kommt es darauf an, eine hohe Spannungsqualität zu erzielen, die der harten Konkurrenz zu rotierenden elektrischen Maschinen standhalten kann. Diesem Ziel dienend werden in der Arbeit die Eigenschaften sechs- und höherp...
Book
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Nach jahrzehntelanger Anwendung von Raumzeigern und Nullgrößen bei der Berechnung und Analyse von Drehstromsystemen, insbesondere auch von Stromrichtersystemen, werden die Theorie und die Grundprinzipien der Anwendung von Koordinatentransformationen für Dreiphasensysteme auf dem so erreichten Stand zusammenfassend dargestellt.
Presentation
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Der stationäre Stromrichterbetrieb ist eine periodische Folge von Schaltvorgängen, die im Zustandsraum als lineares inhomogenes Randwertproblem berechnet werden können. Die charakteristischen Betriebsdiagramme der Gleichstrom - & der Drehstromseite werden vorgestellt und ausgewählte Betriebszustände netzgeführter Stromrichter diskutiert.
Working Paper
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Conference Paper
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Die Überspannungen bei einpoligen Erdschlüssen in Drehstromnetzen lassen sich mit einem einfachen Modell unter Anwendung des Satzes von der Ladungserhaltung berechnen. Damit werden die maximalen Spannungen bei aussetzendem Erdschluß unter extremen Bedingungen bestimmt und die Vorgehensweise auf andere Arten der Sternpunkterdung wie Erdschlußkompens...
Presentation
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Der stationäre Stromrichterbetrieb ist eine periodische Folge von Schaltvorgängen. Die Berechnung im Zustandsraum wird ausgehend von einfachen Systemmodellen bis hin zu beliebig komplexen gezeigt. Die charakteristischen Betriebsdiagramme der Gleichgrößen werden berechnet und dargestellt sowie ausgewählte Betriebszustände diskutiert. Die Berechnung...
Chapter
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Die abgeleiteten und physikalisch begründeten Begriffe Wirklei¬stung, Effektivwert, Schein- und Blindleistung sind zeitliche Mittelwerte über minde¬stens eine betriebsfrequente Periode. Das hat seinen Sinn, denn Energieversorgung, nicht nur die Stromversorgung, verläuft ohne Sprünge in der Zeit. Die Leistungsgrößen können jedoch, wie im folgenden f...
Data
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Leerlaufende Leitungen verhalten sich im stationären Betrieb kapazitiv. Es ist daher anzunehmen, daß auch Einschaltvorgänge wie in kapazitiven Stromkreise ablaufen. Der maximale Einschaltstrom kapazitiver Stromkreise wird nun maßgeblich von seiner (kleinsten) Eigenfrequenz bestimmt. Bei der Beurteilung des Einschaltvorganges einer Leitung kommt es...
Data
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Research
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Das 80%-Szenario der deutschen Stromversorgung im Jahr 2050 mit auf der Grundlage von Dauerlinien der Erzeugung und der Last untersucht. Der Bereich der charakteristischen Systemparameter wird ermittelt.
Research
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Höherpulsige Stromrichter sind drehstromseitig am gemeinsamen Verknüpfungspunkt mit anderen Abnehmern angeschlossen. Die Leerlaufspannungen des Drehstromnetzes und der Gleichstromseite müssen mindestens die gleiche Pulszahl wie der Stromrichter besitzen und für den das Netz repräsentierenden Raumzeiger-Vierpol ist Symmetrie gefordert, wenn das Syst...
Research
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Die Arbeit beschreibt den Betrieb höherpulsiger Stromrichter im idealen System bei Einfachkommutierung voll¬ständig. Sämtliche Parameter des Systems können auf dieser Grundlage analytisch bestimmt werden. Darüber hinaus wird der Betrieb eines zwölfpulsigen Stromrichters im idealen System zwischen Leerlauf und ständiger Doppelkommutierung dargestell...
Research
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Die Berechnung eines idealen zwölfpulsigen Stromrichtersystems zwischen Leerlauf und ständiger Doppelkommutierung wird an einem Beispiel demonstriert.
Data
Der Betrieb einer netzgeführten Drehstrombrücke im induktiven System mit idealglatten Gleichstrom ist nur vom Steuer- und vom Überlappungswinkel abhängig. Alle relevanten Systemgrößen sind aus beiden Winkeln analytisch bestimmbar.
Data
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Die Verwendung der Lastdaten von Netzen mit dezentraler Stromerzeugung, insbesondere die Nutzung von mit wenigen Parametern konstruierbaren Dauerlinien, wird an Beispielrechnungen der periodischen Erwärmung von Netztransformatoren gezeigt.
Data
Die Grundgleichungen des dynamischen Zwischenphasenreglers werden aus den Strom- und Spannungsraumzeigern entwickelt und in Symmetrische Komponenten übertragen.
Article
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Resumen: Este artículo analiza la estabilidad de voltaje de sistemas ac/dc empleando indicadores estáticos y modales. Los indicadores se normalizan y comparan para diferentes relaciones de cortocircuito, SCR, en varias redes conocidas para un voltaje base común. Se proponen dos nuevos indicadores para proveer mayor información sobre requerimientos...
Data
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Folgt man dem öffentlichen Meinungsstreit, so scheint die „Energiewende“ eine „Stromwende“ zu sein, die zu einem großen Teil in den privaten Haushalten vollzogen werden soll. Dabei wird nur ein Fünftel unseres Energiebedarfs über Strom gedeckt und von dem wiederum nur ein etwa Viertel in privaten Haushalten verbraucht. Außerdem fällt auf, daß nur d...
Conference Paper
In comparison to those voltage source inverters (VSI) making only use of series inductors as filter elements current source inverters (CSI) must meet more specific demands regarding their applied switching schemes. The passive network at the terminals of these VSI then shows no resonant behaviour, whereas that of the CSI does. The reason for this a...
Conference Paper
Due to several reasons current source inverters (CSI) are seldom used compared to the voltage source inverter (VSI) principle. On the one hand they need reverse blocking semiconductors, on the other hand their DC-link element is an inductor. Furthermore the topology is affected by the unavoidable resonant behaviour of its output network because of...
Data
Berechnung der Queradmittanzen und Längsimpedanzen einer unsymmetrischen (unverdrillten) Hochspannungs-Freileitung Berechnung der Leitungsmodelle der symmetrierten und der unsymmetrischen Leitung für Betriebsfrequenz
Data
Induktivitätsberechnung für Leiteranordnungen mit rechteckförmigen Teilquerschnitten ausgehend vom mittleren geometrischen Abstand eines Rechtecks von sich selbst mit dem Satz von Hemmeter.
Conference Paper
Full-text available
High power converters have to work with high reliability. It would be useful if these devices can be monitored during normal operation with low expenses in order to detect failures before they become hazardous events. In this paper it will be shown that this diagnosis can be done very easily by describing a converter circuit in the domain of the so...
Book
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Energie, die Basis unseres Lebens, war zusammen mit den dafür eingesetzten Ressourcen und dem Klima das Thema eines Symposiums am 8. November 2012 in Erlangen. In Deutschland werden die von der Politik gestellten Fragen zur langfristigen Energieversorgung und zum Klimawandel mit großem Eifer in der Öffentlichkeit diskutiert, zu denen, entgegen der...
Book
Full-text available
Mit wenigen physikalisch-technischen und wirtschaftlichen Grundgedanken wird versucht, den Rahmen der Elektrischen Energieversorgung als Teil unserer Infrastruktur möglichst einfach und verständlich darzustellen. In einer Zeit des Umschwungs, den die Elektrische Energieversorgung gerade erfährt, ist die gewählte Darstellung mit zahlreichen vierfarb...
Article
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Die Stromversorgung ist eine zentrale Aufgabe der Infrastruktur moderner Gesellschaften, deren Verzicht im täglichen Leben nicht mehr vorstellbar ist. Aber nur etwa 20 % des Energiebedarfs in Deutschland wird über Strom gedeckt und nur ein Viertel davon wird in privaten Haushalten verbraucht. In der Menge benötigter elektrischer Energie liegt die h...
Conference Paper
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Multilevel converters feature a staircase voltage waveform, resulting in a high voltage quality. By a practical time domain approach, upper and lower bounds of the voltage quality can be derived as closed form analytical expressions. The voltage quality bounds are introduced for single- and three-phase converters with an arbitrary number of voltage...
Conference Paper
The Symmetrical Space Phasor Components are a second transformation following the well-known transformation of the phase quantities into space phasor and zero sequence. With them it is possible to immediately indicate an occurring voltage or current unbalance in an electrical power network. Furthermore the unbalance can be assigned to a specific ha...
Conference Paper
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Multilevel converters synthesize a staircase voltage waveform, resulting in a high voltage quality. Using a practical time domain approach, lower and upper bounds for voltage quality of three-phase multilevel converters are derived. The voltage quality bounds are introduced as closed-form analytical expressions for an arbitrary number of voltage le...
Conference Paper
Eine Wende in der Energieversorgung kann nur gelingen, wenn zukünftig mehr und mehr regenerative Quellen erschlossen werden. Das trifft insbesondere auch auf die elektrische Energieversorgung zu, die bei uns etwa 20 % des Bedarfs abdeckt. Der Aufwand für die Stromversorgung ist aber so groß und das Energiesystem so komp-lex, daß sich eine neue Tech...
Conference Paper
This paper presents an 18-pulse cascaded-multilevel-converter. With this inverter it is possible to generate AC voltages with low distortions in fundamental frequency modulation. Therefore differing voltage levels of multiple DC sources are added. Because of the topology of the inverter, all sources are balanced.
Book
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Band I der fünfbändigen Reihe Elektrische Energieversorgung, der die Grundlagen der elektrischen Energietechnik behandelt, erschienen 2011 in der 3. Auflage, ist der Nachfolger von Grundlagen der elektrischen Energieversorgung, erschienen 1997 (DOI 10.1007/978-3-322-87190-9) bei Teubner. Sowohl dieser Band als auch die anderen haben das Ziel, in üb...
Article
Faults in electrical grids with a high short-circuit power are, among other things, problematic because of electric arcs. As these arc flashes can come along with a high incident energy and so are a risk, both for persons and equipment, finding ways to reduce the incident energy of arcs makes sense. Fault current limiters (FCL) generally offer the...
Conference Paper
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Multilevel converters feature a staircase output voltage, resulting in a lower number of switching operations and better spectral characteristics. Switching every element only once a load cycle (fundamental frequency switching), losses can be minimized. By calculating optimum switching angles, the emergence of lower harmonics can be avoided. Derive...

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Leistungselektronische Anlagen finden auch im Übertragungsnetz immer größere Verbreitung. Das hat unter dem Begriff FACTS (Flexible Alternating Current Systems) international in der Forschung große Beachtung gefunden. Auch der Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgung der Universität Erlangen-Nürnberg hat sich daran über zwei Jahrzehnte beteiligt und vor allem sein Wissen zur Stromrichtertheorie eingebracht.