Budeanu and fryze: Two frameworks for interpreting power properties of circuits with nonsinusoidal voltages and currents

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The development of power theory of circuits with nonsinusoidal voltages and currents was shaped for several decades by two different approaches introduced, separately, by Budeanu and Fryze in the nineteen thirties. This paper investigates these two power theories from the present perspective and up to date comprehension of power phenomena in circuits with distorted voltages and currents. It shows the reasons for which Budeanu's power theory misinterprets power phenomena and why it does not provide fundamentals for the power factor improvement. This paper shows that a number of concepts introduced to power theory by Fryze are still alive and are very important for developing that theory, but it also has a number of serious limitations. Because of that, some issues, important theoretically, and a number of practical problems in systems with distorted waveforms were not solved within Fryze's power theory. This was the reason for further developing the power theory of systems with nonsinusoidal voltages and currents. This process is not completed yet and a lot can be learned from the history of this theory's development.

Übersicht

Die Entwicklung der Leistungstheorie für Stromkreise mit nichtsinusförmigen Spannungen und Strömen wurde mehrere Jahrzehnte von zwei verschiedenen Ansätzen beeinflußt, die Budeanu und Fryze unabhängig voneinander in den 1930ern einführten. Dieser Aufsatz untersucht beide Leistungstheorien aus heutiger Sicht und mit dem derzeitigen Verständnis der Leistungser scheinungen bei verzerrten Spannungen und Strömen. Er zeigt die Gründe für die Fehlinterpretation der Erscheinungen in Budeanus Leistungstheorie auf und gibt an, warum diese nicht zur Grundlage für eine Leistungsfaktorverbesserung dienen kann. Es wird weiter gezeigt, daß einige von Fryze in die Leistungstheorie eingeführte Konzepte für die Weiternentwicklung dieser Theorie von großer Wichtigkeit sind, aber auch ernsthafte Grenzen aufweisen. Deswegen konnten einige theoretisch wichtige Fragestellungen und einige praktische Probleme in Systemen mit verzerrten Zeitfunktionen mit der Leistungstheorie von Fryze nicht gelöst worden. Dies war der Grund für eine Weiterentwicklung der Leistungstheorie für Systeme mit nichtsinusförmigen Spannungen und Strömen. Dieser Vorgang ist noch nicht abgeschlossen, wobei aus der Geschichte dieser Theorieentwicklung noch viel zu lernen ist.