78 Works

Anwendung von Fitting-Methoden zum Entwurf von Netzwerkmodellen für E-Fahrzeugkomponenten

Moustafa Raya, Ojo Alaba, Jagadeesh Immidisetti, Jörg Petzold & Ralf Vick
In dieser Arbeit wurden Impedanzmessungen der Antriebssystemkomponenten wie Motor, Wechselrichter und Batterie eines Elektrofahrzeugs präsentiert. Die Erstellung von Netzwerkkomponenten anhand der Methode des Vektor-Fitting wurde erläutert und am praktischen Beispiel demonstriert. Mit 40 Polen konnte ein Netzwerkmodel für Batterieimpedanznachbildung erreicht werden. Mit Hilfe willkürlich festgelegter Start-Pole konnten durch die Methode die tatsächlichen Polen berechnet werden. Die realen Pole wurden mit RL-Schaltung umgesetzt. Die komplexen konjugierten Pole wurden durch RLC-Schaltungen und eine spannungsgesteuerte Stromquelle implementiert. Das...

Messung der Störfestigkeit integrierter Schaltungen getrennt für das elektrische und magnetische Feld

Stephan Pfennig & Gunter Langer
Es wurde eine neue Methode zur Messung der Störfestigkeit von IC's vorgestellt, die es erlaubt, die Störfestigkeit getrennt für das elektrische und magnetische Feld zu bewerten. Diese Methode verwendet eine definierte Massefläche, einen Distanzring und zwei separate Feldquellen zur Erzeugung des elektrischen bzw. magnetischen Prüffeldes. Das Testboard mit dem IC wird in die Massefläche eingelegt und anschließend eine der Feldquellen unter Verwendung des Distanzringes über dem IC positioniert. Die Höhe des Distanzringes bestimmt dabei den...

Einfluss der Bordnetznachbildung auf Störfestigkeitsmessverfahren (z.B. BCI) oberhalb 100 MHz

Ralph Schertlen, Andrea Scholl, Achim Kempe, Jan Hansen & Roland Eidher
Bei Störfestigkeitsmessungen an Automobilelektronik insbesondere im Frequenzbereich oberhalb 100 MHz kommt es vor, dass Prüflinge (DUTs - Device Under Test) trotz standardisierter Messaufbauten und Messmethoden in einem Labor die Anforderungen einhalten, in einem anderen Labor jedoch nicht. Der Beitrag betrachtet diesen Effekt und kommt zu dem Schluss, dass er vom Einfluss der jeweils eingesetzten Bordnetznachbildung (LISN) verursacht wird. Folgende Themen werden anhand von Prinzipschaltbildern, Abbildungen und Diagrammen eingehend diskutiert: Einsatz von LISNs innerhalb und außerhalb...

Optimierung der virtuellen EMV Absicherung durch Erstellung von leitungsgeführten Störquellenmodellen aus Messungen

Janne Hein, Johannes Hippeli & Thomas F. Eibert
Es wird eine Methodik zur Entwicklung und Verwendung von leitungsgeführten Störquellenmodellen auf Komponentenebene präsentiert, welche für die virtuelle EMV Absicherung auf Komponenten- und Fahrzeugebene eingesetzt werden kann. Bisher sind Störquellenmodelle für Fahrzeugkomponenten kaum verfügbar. Ohne komponentenspezifische Modelle können nur vergleichende Analysen durchgeführt werden oder Tendenzen bestimmt werden. Das Ziel ist eine Methodik, mit deren Anwendung für jede E/E-Komponente mit Hilfe des Normaufbaus der leitungsgeführten Emissionsmessung ein leitungsgeführtes Störmodell für virtuelle EMV Analysen generiert werden kann....

Richtungsabhängige Störwirkung einer Windenergieanlage auf C-Band Wetterradare

Karsten Schubert, Fabian Schwartau & Jens Wemer
Die elektromagnetische Interferenzwirkung von Windenergieanlagen (WEA) ist seit geraumer Zeit im Fokus wissenschaftlicher Untersuchungen. Dabei ist zwischen aktiver und passiver Interferenz zu unterscheiden: Erstere ist vergleichbar mit der bekannten Störwirkung durch unerwünschte Emissionen von elektrischen Geräten (z.B. Unterhaltungselektronik, IT-Equipment) die u.a. entsprechend europäischer Standards wie EN55020 überprüft und reglementiert werden. Im Rahmen dieser Arbeit hingegen wird die passive Störwirkung von WEA auf C-Band (5,6 GHz) Wetterradare untersucht. Die eigentliche Störwirkung geht dabei von den dopplerverschobenen...

Systematische Testlücke bei Einstrahlverfahren auf IC-Ebene und deren Behebung

Viki Müllerwiebus
Auf IC-Ebene ist bei den einstrahlenden EMV-Tests durch bisher fehlende Einstrahlmöglichkeiten mit E-Feld-Orientierung parallel zur Massefläche des ICs eine systematische Testlücke vorhanden. Diese tritt bereits deutlich unter 1 GHz auf, lediglich bei niedrigen Testfrequenzen im unteren MHz-Bereich nicht. Die Situation zur frühzeitigen Erkennung von EMV-Problemen während der IC-Entwicklung ist unzureichend. Im Bericht wurde detailliert dargelegt, ab welchen Frequenzgrenzen diese systematische Testlücke auftritt sowie ein Testaufbau vorgestellt zum Beheben dieser Testlücke bereits auf IC-Ebene.

Entwicklung, Implementierung und Verifizierung eines Emulatorkonzepts als Gegenstelle zum Elektrofahrzeug für EMV Prüfungen bei DC Ladetopologien

Marc Maarleveld, Jörg Bärenfänger, Sergii Tsiapenko, Sebastian Jeschke, Holger Hirsch, Michael Tybel & Michael Schugt
Im Rahmen der weltweiten Einführung von Fahrzeugen mit elektrischem Antriebsstrang, deren Antriebsbatterie am Energieversorgungsnetz geladen werden muss, ist eine geeignete Ladeinfrastruktur zu realisieren. Aktuell werden weltweit die unterschiedlichsten Ladekonzepte sowohl beim Energietransfer als auch bei der Kommunikation eingesetzt. In Kombination mit den unterschiedlichen Fahrzeugen ergeben sich im Falle des Ladevorgangs viele mögliche Kombinationen von Ladestationen und Fahrzeugen. Um die Akzeptanz der Fahrzeuge zu steigern, sollte die Interoperabilität der unterschiedlichen Systeme gegeben sein. Für einen erfolgreichen...

Störfestigkeitsanalyse der Power Line Communication für das konduktive Laden von Elektrofahrzeugen

Thomas Opp, Bernd Körber, Norman Müller, Matthias Richter & Matthias Trebeck
Breitbandige Störer nah am Grenzwert für DC-Ladestationen größer 75 kVA nach IEC 61851-21-2 sind kritisch für die Power Line Communication. Aktuell sind die Grenzwerte der genannten Norm noch nicht verbindlich, weshalb die Störaussendung bereits verfügbarer Ladestationen meist höher ist und damit ein echtes Gefährdungspotential für die PLC vorhanden ist. Oftmals ist derzeit trotzdem eine fehlerfreie Funktion möglich, da auch die PSD der PLC höher ist als die vorgeschriebenen -75dBm/Hz. Die höhere PSD kann allerdings zu...

Gegenüberstellung leitungsgeführter Störeffekte im HV-Bordnetz für verschiedene Mehrfachantriebstopologien

Simon Niedzwiedz & Stephan Frei
Die konsequente Erweiterung der Antriebstopologien bei modernen Elektrofahrzeugen zu Mehrfachantriebskonzepten bietet aus fahrdynamischer und technikoptimierender Sicht viele attraktive Potentiale. Hinsichtlich der Stromrippel wird die Situation aber um ein Vielfaches komplexer, vor allem da die Störquellen alle im selben Systemfrequenzbereich operieren. Insbesondere die Erstellung von Designvorgaben für die Komponentenfilter wird deutlich aufwändiger, da nun die direkten Wechselwirkungen im Gesamtsystem HV-Bordnetz immer wichtiger werden. Durch die Verteilung der Gesamtantriebsleistung auf mehrere Einzelantriebe lässt sich das Basisniveau der...

Nutzung von Standard-Software zur Simulation von Testanlagen für niederfrequente Magnetfelder

Maik Rogowski, Sven Fisahn & Heyno Garbe
In dieser Arbeit wird mit Hilfe von Simulations- bzw. numerischen Feldberechnungsprogrammen der Einfluss von zwei charakteristischen Materialeigenschaften der Groundplane (spezifische elektrische Leitfähigkeit κ und relative Permeabilität μr) auf die Messung von magnetischen Feldern im niederfrequenten Bereich bis 1 MHz untersucht. Dabei werden drei verschiedene numerische Feldberechnungsprogramme verwendet, die auf unterschiedlichen Berechnungsmethoden und Diskretisierungsarten basieren, und die Ergebnisse miteinander verglichen. Es lasst sich durch die Simulationen bestätigen, dass die Materialparameter einen großen Einfluss auf die auf...

Von der Messung zur Netzwerkbeschreibung: Modellierung der Anregung nichtlinear belasteter Störsenken durch HPEM-Pulse

Robert Michels, Matthias Kreitlow, Carsten Dietrich & Frank Gronwald
In diesem Beitrag wurden messtechnische, numerische und netzwerktheoretische Verfahren zur Analyse des Antwortverhaltens nichtlinear belasteter Antennen in resonierenden Umgebungen vorgestellt und miteinander korreliert. Als wichtiger nichtlinearer Effekt ergibt sich ein Gleichanteil innerhalb der Systemantwort, der durch die Speicherung elektrischer Energie in der als Schottky-Diode verwendeten Nichtlinearität hervorgerufen wird.

Die neue IEC 61000-4-31 in Theorie und Praxis

Ralf Heinrich
Mit der Nutzung von Netzleitungen für Datenübertragung und aufgrund anderer Technologien können auf Netzleitungen nicht nur die üblicherweise betrachteten unsymmetrischen Störsignale sondern auch symmetrische Störsignale auftreten. Diese werden durch eine Prüfung der leitungsgeführten Störfestigkeit nach IEC 61000-4-6 möglicherweise nur unzureichend oder gar nicht berücksichtigt. Daher wurde mit der IEC 61000-4-31 eine neue Norm entwickelt, die eine Störfestigkeitsprüfung mit symmetrischen Breitbandsignalen im Frequenzbereich von 150 kHz - 80 MHz beschreibt und damit die Prüfung gegenüber unsymmetrischen...

Simulationsverfahren zur Bestimmung der HF-Impedanzen von Traktionsbatterien

Moustafa Raya, Ralf Vick & Jörg Petzold
In dieser Arbeit wurde eine Feldsimulationsmethode vorgestellt, um die Impedanz von Traktionsbatterien bei hohen Frequenzen zu bestimmen. Bei der Methode wird die Batteriezelle als 3D-Modell konstruiert, wobei ihre innere Struktur aus Mischelektroden mit Elektrolyten und Separator als homogenes festes Material modelliert wird. Nach der Definition der elektrischen Eigenschaften dieses Materials, kann die Simulation die Impedanz der komplexen Zelle liefern. Zum Bilden eines HV-Batteriesystems, werden mehrere Simulationsmodellzellen in Reihe geschaltet. Das Verfahren war in der Lage,...

Verfügbarkeit von Industrie 4.0 Produktionsanlagen durch multiple Erdungen von Bezugspotentialen geerdet betriebener 24 V DC-Versorgungssysteme gefährdet

Gerhard Wolff
Werden in Industrie 4.0 Produktionsanlagen geerdete 24 V DC Stromversorgungen betrieben, so ist bei hohem Verfügbarkeitsanspruch eine aktuelle Kenntnis der Isolationsqualität dieser Systeme erforderlich. Mit der ersten Mehrfacherdung des Bezugspotentials kann das Eindringen beliebiger systemfremder Ströme nicht mehr ausgeschlossen werden. Fachgerechtes Arbeiten schließt dokumentierte Isolationsmessungen ohne Wenn und Aber ein. Auch in Bestandsanlagen kann während des laufenden Betriebes ohne Eingriff in die Installation ein in diesem Sinn Anlagen-EMV sauberer Zustand herbeigeführt werden. Permanentstromonitoring-Systeme liefern dauerhafte...

Flächendeckende Expositionsbewertung mittels hochgenauer und breitbandiger Feldkarten

Matthias Hampe
Die Arbeit behandelt neuartige Feldkarten, die sich als hochgenaue, flächendeckende Momentaufnahme für hochfrequente elektromagnetische Felder interpretieren lassen. Die Feldkarten wurden mit einem mobilen Messaufbau erstellt. Zentraler Bestandteil ist hier ein moderner Messempfänger mit Zeitbereichsoption. Aktuell werden Frequenzen im Bereich 300MHz bis 3GHz vermessen, um die derzeit wichtigsten hochfrequenten Sendequellen zu erfassen, insbesondere die Mobilfunksignale. Zur abschließenden Bewertung der Expositionssituation wird der Gesamtsummationsquotient gemäß der 26. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes gebildet und dargestellt. Eine Auswertung...

Entwicklung eines Immissionsmessverfahrens für Funkdienste mit Frequenzsprungverfahren

Willi Hofmann, Christian Bornkessel & Matthias A. Hein
Obwohl Funkgeräte mit Frequenzsprungverfahren im Alltag allgegenwärtig sind und einen signifikanten Teil zur individuellen Gesamtimmission beitragen können, existierte bisher noch kein etabliertes Immissionsmessverfahren. Diese Lücke wird mit vorliegendem Beitrag geschlossen, in dem anhand detaillierter Signaluntersuchungen solche Verfahren zur Bestimmung der momentanen und maximalen Immission von Bluetooth als typischer Vertreter von Funkdiensten mit Frequenzsprungverfahren beschrieben wurden. Auf Basis des Messgerätes Narda SRM-3006 kann durch rechnerische Korrektur des Spitzenwerts auf das maximale Tastverhältnis die Maximalimmission bestimmt werden....

FPGA-basierte aktive Gegenkopplung der Schaltharmonischen von leistungselektronischen Systemen

Andreas Bendicks, Tobias Dörlemann, Stephan Frei, Norbert Hee & Marc Wiegand
In diesem Beitrag wurde eine neuartige Gegenkoppelstrategie vorgestellt, durch welche die Schaltharmonischen eines leistungselektronischen Systems unterdrückt werden können. Zu Beginn wurde eine allgemeine Theorie zur adaptiven Gegenkopplung von Harmonischen eingeführt. Zu dieser Theorie wurden zwei wesentliche Implementierungsvarianten vorgestellt und diskutiert: Die Gegenkopplung von Harmonischen mit kontinuierlicher Adaption und die Gegenkopplung von Harmonischen mit einmaliger Adaption. Im Folgenden wurde eine konkrete Implementierung zur Gegenkopplung von Harmonischen mit kontinuierlicher Adaption auf einem FPGA-System vorgestellt. Dieses System wurde...

Automatisierte Filteroptimierung für Hochvoltbordnetze basierend auf Schaltungssimulationen zur Störspannungsvorhersage

Denis Müller, Michael Beltle & Stefan Tenbohlen
Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung konnte ein Optimierungsalgorithmus entwickelt werden, welcher die automatisierte Filterauslegung anhand einer einfachen Schaltungssimulation ermöglicht. Dabei können mögliche Grenzwerte und Bauteillimitierungen berücksichtigt und, je nach Komplexität der zugrundeliegenden Optimierungsfunktion, Kosten, Bauraum oder Gewicht optimiert werden. Bei Messungen im realen Aufbau hat das optimierte Filter eine gute Dämpfung erreicht, die ausreichend ist um den gegebenen Grenzwert einzuhalten. Die Abweichung zur Messung konnte auf Ungenauigkeiten im Simulationsmodell zurückgeführt werden. Hierzu bieten sich genauere...

Einfluss des Einsatzes von SiC-Halbleitern in HV-Komponenten auf den Stromripple und die niederfrequenten Magnetfelder

Sebastian Jeschke, Marc Maarleveld & Jörg Bärenfänger
Beim Betrieb von Antriebsumrichtern kommt es sowohl auf der AC als auch auf der DC Seite zu Gleichtakt und Gegentaktstörströmen, die in Kombination ein niederfrequentes Magnetfeld erzeugen, welches bei Messungen nach dem Standard GBT 18387 zu Grenzwertüberschreitungen führen kann. Ein Teil der Arbeit war die Untersuchung des Einflusses der Halbleitertechnologie und somit der Schaltzeit der Leistungshalbleiter auf die Störströme auf der AC und der DC Seite. Hier zeigte sich, dass die schnelleren Spannungsflanken im Wesentlichen...

Neue ETSI Normen EN 303 446-1/2 für kombinierte Geräte mit Funkmodul

Frank Deter, Bettina Funk, Dirk Eyfrig & Stephan Kloska
Die Entwicklung der Normen EN 303 446-1/2 sollte das Inverkehrbringen von kombinierten Geräten unter der Funkgeräterichtlinie erleichtern. Diese Zielstellung wurde bisher nicht erreicht, vor allem durch die Verzögerung einer Listung im Amtsblatt der EU unter der Funkanlagenrichtlinie. Auch die anderen beschriebenen Probleme zeigen, dass die existierenden Normentwürfe mit großer Sicherheit noch nicht den Endpunkt der Entwicklung darstellen. Als Alternative kann jedoch auch der Leitfaden EG 203 367 angewandt werden, der sich in zahlreichen Verfahren mit...

Gleichspannungsseitiges Störaussendungsverhalten von Photovoltaik Wechselrichtern und -anlagen

Jörg Kirchhof, Sabine Kitterer, Rene Marklein & Jiamei Wang
CISPR hatte einen Aufruf zur Durchführung von Messungen zum Störaussendungsverhalten von Photovoltaik-Wechselrichtern und -anlagen an alle Mitgliedsländer gestellt, um die Arbeiten an der Entwicklung eines Störmodells für diese Objekte zu unterstützen. Die deutsche Bundesnetzagentur war dem Aufruf gefolgt und hatte eine entsprechende Studie in Auftrag gegeben. Im Rahmen des gegebenen Umfangs der Studie wurden insgesamt drei Anlagen unterschiedlichen Typs untersucht. Die hier präsentierten Messergebnisse haben das CISPR-Modell sowie die bei CISPR durchgeführten Simulationen verifiziert, damit...

Auswirkungen normativer Änderungen des Prüflingsaufbaus für die Störfeldstärkebewertung am Beispiel der neuen IEC 61800-3 ed. 3

Christian Paulwitz
Es wurde begründet und an einem Beispiel verifiziert, dass der optionale Prüflingsaufbau für Störfeldstärkemessungen unter Veränderung der Prüflingskonfiguration und unter Anwendung einer CMAD auf der Motorleitung, der in der neuen Ausgabe der IEC 61800-3 eingeführt wird, die gemessene Störaussendung erheblich reduziert, ohne dass die Störquelle selbst oder in ihrer praktischen Anwendung im Feld in irgendeiner Weise verändert wird. In obigem Beispiel beträgt die Verbesserung deutlich eine Grenzwertklasse. - Erfolgreiche Normung? Positiv zu sehen ist der...

Analyse der verschiedenen Konstellationen in CISPR 25 Aufbau für die abgestrahlte Störaussendungsmessung von 150 kHz bis 30 MHz

Oussama Sassi, Anna Gheonjian, Badri Khvita, Diana Eremyan, , Giogi Kapanadze, Roman Jobava & Detlef Schleicher
In modernen Fahrzeugen ist die Zahl der Steuergeräte, Sensoren und Aktuatoren erheblich gestiegen. Jede Komponente soll aus EMV-Sicht geprüft und freigegeben werden. Die Messung der gestrahlten Störausendung auf Komponentenebene soll nach CISPR 25 durchgeführt werden. In der Entwicklungsphase kann die Störemission mit Hilfe der 3D-Feldsimulation geprüft werden. Somit können EMV-Probleme schon frühzeitig festgestellt und Maßnahmen dafür entwickelt werden. Um die Entwicklungsphase zu beschleunigen, kann mit Hilfe eines virtuellen CISPR 25 Messaufbau-Modells die abgestrahlte Störaussendung einer...

Analyse und Design zur Nutzung einer mobilen Modenverwirbelungskammer in einer Absorberhalle

Waldemar Schädel & Alexander Rommel
Zur Prüfung des EMV-Verhaltens von Nutzfahrzeugen durch Modenverwirbelung wird eine Absorberhalle durch ein mobiles System ergänzt. Der Bau einer Modenverwirbelungskammer (MKV) für LKWs ist aufwendig und teuer, außerdem ist das Verfahren für die Anwendung bei Nutzfahrzeugen umstritten. Alternativ wird der Einbau eines Zeltes aus leitfähigem Textil in eine vorhandene Absorberhalle untersucht. Solche Zelte gibt es für Außeneinsatz unter der Bezeichnung VIRC (Vibrating Intrinsic Reverberation Chamber). Für den Einbau in der Absorberhalle genügt eine einfache Ausführung...

Anforderungsgenaues EMV-Design von Gehäusen aus Werkstoffverbunden für Automotive-Anwendungen

Hermann L. Aichele & Sven Robert Raisch
In der vorgelegten Arbeit wurde ein zweistufiges Verfahren zur Auswahl von geeigneten Gehäusewerkstoffen aus Werkstoffverbunden und Verbundwerkstoffen vorgestellt. Es wurden zwei Messverfahren aufgebaut und Messungen an schirmend modifizierten Kunststoffgehäusen mit realen Produkten durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass eine Vielzahl der untersuchten kunststofftechnischen Lösungsansätze eine akzeptable Schirmdämpfung hinsichtlich ihrer Materialeigenschaften haben und sich diese positiv in den Komponentenmessungen wiederspiegeln. Durch die Ergebnisse kann die Wirksamkeit vorgeschlagener Kunststoff-Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde im EMV-Bereich besser eingeschätzt werden.

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  • 2019
    78

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  • Collection
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