Reasons for the Fallacy in Fryze's Power Theory

Leszek S. CZARNECKI

Abstract

The paper analyzes the reasons why Fryze’s power theory of circuits with distorted voltages and currents has failed to reveal physical phenomena that degrade the effectiveness of energy transfer in such circuits. From this analysis, we can conclude that the rejection of the concept of harmonics as a tool for describing power properties of electrical circuits was the cause of that failure. In the case of threephase circuits, it was caused by describing the power properties of such circuits in terms of the power properties of single-phase circuits.

Keywords

nonsinusoidal quantities, power definitions, time-domain, frequency-domain, physical phenomena, power factor

Fig.

Bilbiography

[1] S. Fryze, ”Moc rzeczywista, urojona i pozorna w obwodach elektrycznych o przebiegach odkształconych prądu i napięcia”, Przegląd Elektrotechniczny, Z. 7, 1931; Z. 8, Z. 22, 1932.

[2] S. Fryze, “Wirk-, Blind-, und Scheinleistung in Elektrischen Stromkreisen mit nichtsinusoidalen Verlauf von Strom und Spannung”, ETZ, No. 25, 1932.

[3] S. Fryze, “Teoretyczne i fizykalne podstawy definicji mocy czynnej, biernej i pozornej w niesymetrycznych układach wielofazowych o odkształconych przebiegach napięć i prądów”, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Elektryka, No. 100, 29-46, publikacja pośmiertna, 1985.

[4] I. Rosenzweig, “Symboliczny wielowymiarowy rachunek wektorowy jako metoda analizy układów wielofazowych” Czasopismo Techniczne, 6-11, 1939.

[5] Z. Nowomiejski, Z. Cichowska, “Niezrównoważone układy trójfazowe”, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Elektryka,, No. 98, 25-76, 1964.

[6] L.S. Czarnecki, Powers and Compensation in Circuits with Nonsinusoidal Currents, Oxford University Press, 2025.

[7] German Standards DIN 40110, “Wechselstromgrossen”, 303-310, 1972.

[8] N.L. Kusters, W.J.M. Moore, “On the definition of reactive power under nonsinusoidal conditions”, IEEE Trans. Pow. Appl. Syst., Vol. PAS-99, 1845-1854, 1980.

[9] M. Depenbrock, “The FBD-method, a generalized applicable tool for analyzing power relations”, IEEE Trans. on Power Del., Vol. 8, No. 2, 381-387, 1993.

[10] P. Tenti, P. Mattavelli, “A time-domain approach to power term definitions under nonsinusoidal conditions”, Proc. of the Six Int. Workshop on Power Definitions and Measurement Under Nonsinusoidal Conditions, Milano, 2003.

[11] L.S. Czarnecki, “Budeanu and Fryze: Two frameworks for interpreting power properties of circuits with nonsinusoidal voltages and currents”, Archiv fur Elektrotechnik, (81), No. 2, 5-15, 1997.

[12] L. Staniewicz, “W sprawie określenia mocy w obwodach elektrycznych o przebiegach odkształconych prądu i napięcia”, Przegląd Elektrotechniczny, Rok XIII, 1931.

[13] H.J. Padariya, C.V.S. Kumar, C.Y. Joshi, “Generalized Fryze control strategy for shunt and series active power filter”, Int. Jour. of Research in Engineering and Technology, Vol. 03, No. 4, 2014.

[14] C.I. Budeanu, “Puissances reactives et fictives”, Institut Romain de l'Energie, Bucharest, 1927.

[15] L.S. Czarnecki, “What is wrong with the Budeanu concept of reactive and distortion powers and why it should be abandoned”, IEEE Trans. on Instr. and Meas., IM, Vol. IM-36, No. 3, 834-837, 1987.

[16] Ch.P. Steinmetz, Theory and calculation of electrical apparatus, McGraw-Hill Book Comp., New York, 1917.

[17] L.S. Czarnecki, “Esej o kłopotach elektryków z fizyką”, AUTOMATYKA, ELEKTRYKA, ZAKŁÓCENIA, www.epismo-aez.pl, 2024.