Differentialmessmethode für hochfrequente Wellenströme bei Hochvolt-Antrieben

Abstract

Die Autoindustrie erlebt einen Wandel von Otto-Motoren hin zu elektrischen Antrieben. Als Ergebnis werden mehr und mehr neue Antriebsvarianten und -topologien erprobt und letztendlich in Fahrzeugen eingesetzt. Die dabei entstehende Vielfalt der Komponenten, für die eine EMV-Konformität nachgewiesen werden muss, nimmt zu. Obwohl die vierte Ausgabe der CISPR 25 [1] Anforderungen für die Störaussendung von Hochvolt (HV)- und Niedervolt (LV)-Komponenten und erstmalig auch für die Kopplung zwischen beiden Bordnetzteilen definiert, bleiben Lücken, die in der Praxis durchaus zu Problemen führen können. Dazu gehören elektrische Maschinen mit den in ihnen entstehenden hochfrequenten Antriebswellenströmen, welche auf Mikro-Durchschläge und Kontaktentladungen in den Lagern zurückzuführen sind. Es sind mehrere Publikationen über diese Phänomene erschienen [2-5], die aber nicht zur Definition geeigneter Messmethoden geführt haben. Die messtechnische Erfassung der Störaussendung auf der mechanischen Welle kann entweder berührungslos mit einer Stromzange oder mittels Kontaktierung über einen Shunt erfolgen. Beide Messmittel müssen für eine reproduzierbare Messung im Bereich der Welle montiert werden [6]. Das beschränkte Raumangebot, Sicherheitsaspekte und die Größenunterschiede zwischen Maschine und Messwertaufnehmer beschränken die Nutzung dieser Messmittel erheblich. Um diese Probleme bei der Messung zu vermeiden wird in diesem Beitrag eine Differentialmessmethode für hochfrequente Wellenströme vorgestellt. Diese eignet sich für den Einsatz im Aufbau nach CISPR 25.