Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

18 Elektromagnetische Verträglichkeit
18.1 Umgebung von selbstgeführten Stromrichtern
Elektromagnetische Veträglichkeit (EMV, englisch: EMC) ist eine Eigenschaft von elektrischen
Geräten und Einrichtungen. Sie bedeutet, dass diese in einer vorgegebenen Umgebung
betrieben werden können, ohne dass sie andere Geräte in dieser Umgebung unzulässig
beeinflussen bzw. von diesen beeinflusst werden. Ungewollte Beeinflussungen
werden generell Störungen genannt. Das störende Gerät wird als Störquelle und das gestörte
als Störsenke bezeichnet. Dazwischen liegt der Störweg.
18.1.1 Selbstgeführte Stromrichter als Störquellen
Leistungselektronische Schaltungen stellen im allgemeinen starke Störquellen dar. Die
Ursache dafür liegt in den verzerrten Spannungen und Strömen und vor allem in den überaus
steilen Schaltflanken mit grossen Amplituden.
Bild 18.1 zeigt einen Spannungspuls, wie er typischerweise in einem selbstgeführten
Stromrichter erzeugt wird, zusammen mit seinem Frequenzdichtespektrum u(f) (Anhang
B). Dieses beschreibt den Frequenzgehalt des Pulses. Sein Verlauf wird in der doppelt logarithmischen
Darstellung durch eine Hüllkurve begrenzt, die sich durch lineare Abschnitte
approximieren lässt. Die entsprechenden Knickpunkte sind durch die Pulsdauer
T ein und die Anstiegszeit T r bestimmt. Je kleiner diese Zeiten sind, desto mehr verschieben
sich die Knickpunkte auf der Frequenzachse nach rechts. Das Beispiel zeigt, dass die Pulse
eines Stromrichters relevante Frequenzanteile bis in den MHz-Bereich aufweisen.
T r (0.2μs)
T ein (10μs)
û (1000V)
T f (=T r )
t
10 -1
Vs
2ûT ein
10 -2
10 -3
Hüllkurve -20dB/Dekade
10-4 103 104 105 106 107
Hz
1/(πTein ) 1/(πTr) Bild 18.1.
Links: Spannungspuls,
rechts: zugehörigesFrequenzdichtespektrum
Pulse der gezeigten Art treten sowohl in Spannungen als auch in Strömen von Stromrichtern
auf, und zwar an den äusseren Klemmen (z.B. Ausgangsspannungen) und intern
u(f)
-40dB/Dekade