¿En qué condiciones se puede invertir la transformable de malla en estrella?

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Todos conocemos y amamos las transformaciones Δ-Y (delta-estrella) y Y-(estrella-delta) para simplificar las redes de tres resistencias:

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LastransformacionesΔ-YeY-havetienenlapropiedadagradabledequeaΔsiempresepuedeconvertirenY,ylaYsiempresepuedeconvertirenΔ,sinimportarelvalordelasresistenciasinvolucradas.

HayunaversióngeneralizadadelatransformaciónY-calledllamada transformada de malla en estrella . Esto convierte una "estrella" de \ $ N \ $ resistencias en una "malla" de \ $ ^ {N} C_ {2} \ $ resistencias.

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Wikipediasugierequelatransformaciónestrellaamallasiempreexistirá,peroquelatransformacióninversa,mallaaestrella,puedequenoexista.Asaber:

  

LatransformaciónreemplazaNresistenciascon\$^{N}C_{2}\$resistencias.ParaN>3,elresultadoesunaumentoenelnúmeroderesistencias,porloquelatransformaciónnotieneinversogeneralsinrestriccionesadicionales.

¿Cuálessonlasrestriccionesquedebencumplirseparaqueexistaloinverso?

Estoyparticularmenteinteresadoenconvertirunareddemallade4nodosenunaredenestrellade4resistencias.

Motivaciónparalapregunta:tengounmodelodesistemasdeenergíaindustrial(enrealidad,solounaredmuygrandedefuentesdevoltajeconstanteeimpedancias)quecontiene~2,000nodos.Estoyintentandoreducirloasolocuatronodosdeinterés.

Editar:

Hayalgunosartículospublicadossobreestetema.

  • Versfeld,L., "Comentarios sobre la transformación de redes eléctricas en malla estelar" Electronics Letters, vol.6, no.19, pp.597,599, 17 de septiembre de 1970

    Se estudian dos nuevos aspectos de la bien conocida transformación de malla en estrella: (a) las condiciones necesarias y suficientes para la transformación de una red de malla general dada en una red en estrella equivalente; (b) una extensión a las redes que contienen fuentes.

  • Bapeswara Rao, V.V .; Aatre, VK, "Transformación de la estrella de malla", Electronics Letters, vol.10, no. 6, pp.73,74, 21 de marzo de 1974

    Existe una red en estrella equivalente para una red en malla dada si esta última satisface la relación de Wheatstone. Usando este hecho, se muestra que todos los cofactores fuera de la diagonal de la matriz de admitancia del nodo de referencia de tal red de malla son iguales. De esta propiedad, se deriva una relación simple entre los elementos de las dos redes.

No tengo acceso a IEEE Xplore, así que no puedo leerlos.

    
pregunta Li-aung Yip

2 respuestas

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Para la conversión de estrella-malla, el problema es que tienes más ecuaciones que variables, por lo que el número de bonos \ $ N_b \ $ es: \ $ N_b = N_e-N_v \ $, donde \ $ N_e \ $ es el número de ecuaciones, igual también al número de la resistencia en la malla, \ $ N_v \ $ es el número de variables, igual al número de la resistencia en la estrella. En el caso 4, he demostrado que los enlaces para la transformación son \ $ G_ {AB} G_ {CD} = G_ {AC} G_ {BD} = G_ {AD} G_ {BC} \ $, en otros Es decir, los productos entre la resistencia sin nodo en común deben ser los mismos.

Ps: La "demostración" es: La fórmula para la transformación de malla en estrella es \ $ G_ {XY} = \ frac {G_XG_Y} {G_ {TOT}} \ $ con \ $ G_ {TOT} = \ sum_ {i = 1} ^ nG_i \ $. Entonces, asumiendo que \ $ G_ {XY} \ ne0 \ $, podemos dividir dos de esas ecuaciones y obtener \ $ \ frac {G_X} {G_Y} = \ frac {G_ {XZ}} {G_ {YZ}} \ $ para cada Z diferente de X o Y. En el caso 4 esto significa 6 ecuaciones, una es la siguiente: \ $ \ frac {G_A} {G_B} = \ frac {G_ {AC}} {G_ {BC}} = \ frac {G_ {AD}} {G_ {BD}} \ Rightarrow G_ {AC} G_ {BD} = G_ {AD} G_ {BC} \ $. Obtenemos el mismo resultado de: \ $ \ frac {G_C} {G_D} = \ frac {G_ {AC}} {G_ {AD}} = \ frac {G_ {BC}} {G_ {BD}} \ $. De las últimas 4 ecuaciones obtenemos \ $ G_ {AB} G_ {CD} = G_ {AD} G_ {BC} \ $ y \ $ G_ {AB} G_ {CD} = G_ {AC} G_ {BD} \ $ y finalmente tenemos la condición \ $ G_ {AB} G_ {CD} = G_ {AC} G_ {BD} = G_ {AD} G_ {BC} \ $. Así que esta es una condición necesaria. Pero si se conoce la relación entre cualquiera de las dos conductancias de la malla, podemos expresar el \ $ G_ {TOT} \ $ dependiendo de solo uno de ellos, como \ $ G_ {TOT} = G_ {A} + G_B + G_C + G_D = G_A (1+ \ beta + \ gamma + \ delta) \ $, donde \ $ \ beta = \ frac {G_B} {G_A} = \ frac {G_ {BC}} {G_ {AC}} = \ frac {G_ {BD}} {G_ {AD}} \ $, y así sucesivamente .. \ $ \ Rightarrow G_ {AB} = \ frac {G_AG_B} {G_ {TOT}} = \ frac {G_AG_B} {G_A (1+ \ beta + \ gamma + \ delta)} = \ frac {G_B} {(1+ \ beta + \ gamma + \ delta)} \ Rightarrow G_B = G_ {AB} (1+ \ beta + \ gamma + \ delta) \ $. Con cálculos similares podemos encontrar las 4 conductancias (resistencias) de la estrella.

Supongo que todo esto significa que la condición también es una condición suficiente.

    
respondido por el MatteoDL
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Lo que esto dice (sea cierto o no) es que existe más de una forma de asignar valores a una red en estrella de cinco resistencias, de modo que todas las configuraciones parecen indistinguibles de acuerdo con todas las medidas externas de "caja negra" de resistencia .

La transformación de malla es una pista falsa aquí. Si las redes en estrella se determinaran de manera única, entonces, por supuesto, siempre habrá una inversa de cualquier mapeo de esa red a cualquier otro tipo. red.

    
respondido por el Kaz

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