Aktive Unterdrückung der elektromagnetischen Störungen eines stationär betriebenen Antriebswechselrichters mithilfe von synthetisierten und synchronisieren Gegenstörsignalen

Abstract

Die voranschreitende Elektrifizierung des Kfz bedingt eine steigende Anzahl an leistungselektronischen Konvertern zur Energiewandlung und -verteilung. Aufgrund der zugrundeliegenden PWM-Signale können diese Systeme erhebliche elektromagnetische Störungen erzeugen, welche beispielsweise den Empfang von Funkdiensten, die für das automatisierte Fahren eine noch größere Bedeutung bekommen werden, verschlechtern oder unmöglich machen. Zur Begrenzung dieser Störungen werden üblicherweise passive Filterstrukturen eingesetzt, welche groß, schwer und teuer sind. Zur Reduktion des Verbrauchs und zur Erhöhung der Reichwerte werden jedoch leichte Systeme gefordert. Aktive Verfahren zur Störunterdrückung können hier eine Lösung sein. Zunächst werden in diesem Beitrag zwei Verfahren zur aktiven Störunterdrückung vorgestellt und zusammengefasst. Diese umfassen aktive EMV-Filter und die aktive Störunterdrückung mithilfe von synthetisierten und synchronisierten Gegenstörsignalen. Das zuletzt genannte Verfahren hat sich als vorteilhaft bei der Unterdrückung der Störungen von stationär betriebenen DC/DC-Wandlern herausgestellt. Im Rahmen dieses Beitrags soll dieses Verfahren das erste Mal auf einen stationär betriebenen Antriebswechselrichter angewendet werden. Die Topologie und die Ansteuerung des betrachteten Antriebswechselrichters werden vorgestellt und die zu erwartenden Störungen werden diskutiert. Daraufhin wird das hier verwendete Verfahren zur Generierung des Gegenstörsignals (Berechnung im Frequenzbereich mithilfe einer FFT) dargestellt. Der realisierte Demonstrator wird beschrieben und verschiedene Messergebnisse werden präsentiert. Unerwartete Einflüsse werden herausgearbeitet und Optimierungen werden am System umgesetzt. Der Beitrag schließt mit einer Zusammenfassung und einem Ausblick ab.