Geschäftsbericht 2010 - FVA

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Das laufende Forschungsprogramm
Simulation der Elektromagnetischen Verträglichkeit
von elektrischen Antriebssystemen – EMV-Methoden
FVA-Nr. 557
Gemäß europäischer Gesetzeslage
muss jeder Hersteller eines elektrischen/elektronischen
Gerätes, vor
dessen Verkauf, den Aufsichtsbehörden
die Übereinstimmung seines
Produktes mit den Schutzzielen des
EMV-Gesetzes nachweisen und erklären.
Für drehzahlveränderbare elektrische
Antriebe gilt als Basis dieses
Nachweises die Produktnorm DIN EN
61800-3, in der die EMV-Anforderungen
für geregelte Antriebe festgelegt
und folglich messtechnisch oder analytisch
nachzuweisen sind.
Damit die Einhaltung der Anforderungen
nicht dem Zufall überlassen ist,
wird die EMV bereits im Entstehungsprozess
eines Antriebssystems hineinentwickelt.
Dies geschieht durch planvolles
und angemessenes Vorgehen.
Dabei ist zu entscheiden,
zu welchem Zeitpunkt mit welcher
Tiefe Abschätzungen und Analysen
durchzuführen sind,
welche geeigneten Werkzeuge
(Computerprogramme oder Handformeln)
zur Abschätzung und zur
Analyse zur Verfügung stehen sowie
deren Stärken und Schwächen.
Die Zuhilfenahme von Simulationswerkzeugen
(Tools) reduziert dabei
die Entwicklungskosten drastisch, da
die Bewertung von verschiedenen
EMV-Konzepten bereits während
der Designphase des Antriebs
möglich ist und
auch komplizierte EMV-Probleme,
wie z. B. Wechselwirkungen mit der
Umgebung, nachvollzogen und
gelöst werden können.
Bild 1: Messung der gestrahlten Störaussendung eines Antriebssystems
in der EMV-Absorberhalle
AK Geregelte Elektroantriebe
Im Rahmen des FVA-Forschungsprojektes
wurde anhand eines realen
Antriebssystems
1. eine Methodik erarbeitet, mit der
die EMV eines Antriebs prognostizierbar
wird, wobei übertragbare,
belastbare und auch hinreichend
aussagefähige Ergebnisse erzielt
werden. Wichtig dabei ist insbesondere
die elektromagnetische
Emission, d.h. die Störaussendung
im Radiofrequenzbereich.
2. Bewertet wurden numerische und
analytische Simulationswerkzeuge,
welche für die Vorhersage der EMV
besonders geeignet sind.
3. Die Analyseergebnisse wurden
anhand von Messergebnissen
verifiziert.
Als ein Ergebnis des Forschungsvorhabens
kann aufgeführt werden,
dass sich genaue Abschätzungen der
gestrahlten Störemission mit akzeptablem
Aufwand durch Nutzung von
Verfahren erzielen lassen, die auf der
"Method of Moments (MoM)" basieren.
Dafür ist die reale Struktur durch
die Diskretisierung der Oberflächen
im Modell abzubilden, wie es in Bild 3
für das untersuchte Antriebssystem
dargestellt ist. Die Simulation der gestrahlten
Störaussendung erlaubt
prinzipielle Aussagen über das Abstrahlverhalten
des Antriebssystems.