Analyse der leitungsgeführten Störungen einer frequenzvariablen Resonanzinvertertopologie im elektrifizierten Antriebsstrang

Abstract

Die Energiewandlung durch Wechselrichter mit Hilfe von pulsweitenmodulierten (PWM) Steuersignalen stellt ein signifikantes elektromagnetisches Störpotential dar. Die Reduktion des Störpotentials von leistungselektronischen Schaltungen stellt eine wichtige Herausforderung, z.B. bei der Entwicklung elektrifizierter Antriebe, dar. Zur Beherrschung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) werden unterschiedliche Ansätze, wie z.B. (aktives) Filtern [1], [2] , Gateshaping-Techniken [3], [4] oder Schirmung [5] verfolgt. Darüber hinaus bietet die Modifikation der leistungselektronischen Topologie die Möglichkeit, sowohl funktionale Vorteile als auch Vorteile hinsichtlich der EMV zu erzielen. Resonanzinverter arbeiten im Vergleich zu PWM-Invertern mit deutlich geringeren Schaltfrequenzen und werden häufig für kabellose Energieübertragung und in der Metallverarbeitung eingesetzt [6], [7]. In diesem Beitrag werden die leitungsgeführten Störungen eines vereinfachten, frequenzvariablen Resonanzinverters analysiert und mit einem Inverter mit Sinus-PWM-Ansteuerung verglichen. Aufbauend auf einem analytischen Vergleich werden die leitungsgeführten Störungen mit Hilfe eines Demonstrators experimentell ermittelt. Abschließend werden die Ergebnisse diskutiert und im Rahmen eines Ausblicks weitere Untersuchungsansätze abgeleitet.