Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

18.1 Umgebung von selbstgeführten Stromrichtern 331
(z.B. Schalterströme). Sie stellen die eigentlichen Störquellen dar. Es ist leicht ersichtlich,
dass die Störungen besonders breitbandig werden, wenn kurze Pulse mit steilen Schaltflanken
auftreten. Diese Breitbandigkeit öffnet eine ganze Reihe von Wegen für die Ausbreitung
der Störungen.
Es ist zu anzufügen, dass der Schaltpuls in Bild 18.1 eine starke Idealisierung der tatsächlichen
Vorgänge in den Stromrichtern repräsentiert. In der Realität sind den Schaltpulsen
häufig kurze Spitzen oder auch hochfrequente Schwingungen überlagert, die den
Gehalt an hochfrequenten Anteilen zusätzlich erhöhen. Der Grund für diese Erscheinungen
sind Nichtidealitäten in den Stromkreisen (Streuinduktivitäten bzw. -kapazitäten)
und in den Schaltelementen (Sperrschichtkapazitäten, Sperrverzug bei Dioden usw.).
Das eingesetzte Steuerverfahren legt die Breite der einzelnen Spannungs- bzw. Strompulse
fest. Die Steilheit der Flanken ist dagegen allein durch den Aufbau des Stromrichters
und die verwendeten Halbleiter gegeben. Demzufolge bestimmt das Steuerverfahren
in erster Linie die Störaussendung im niedrigen und mittleren Frequenzbereich, während
der Gehalt an sehr hohen Frequenzen nur wenig beeinflusst werden kann. Die Entwicklung
von Leistungshalbleitern mit immer grösserer Schaltgeschwindigkeit bringt zwar
Vorteile im Bereich der Schaltverluste, vergrössert aber die Störaussendung im Bereich
hoher Frequenzen massiv. Den EMV-Aspekten kommt deshalb eine immer grössere Bedeutung
zu.
18.1.2 Störwege
Es gibt 5 Grundtypen von Störwegen, auf denen sich Störungen eines selbstgeführten
Stromrichters bzw. eines Umrichters ausbreiten können. Sie sind in Bild 18.2 schematisch
dargestellt. Gemäss der Klassierung in Bild 18.3 lassen sie sich in leitungsgebundene und
leitungsungebundene (gestrahlte Störungen) Störwege unterteilen.
Stromrichter
(Umrichter)
Gerät
c
u S
Gerät
d
Gerät
b
Gerät
e
Gerät
a
eN zN Netz
Bild 18.2. Typische Störwege bei einem Stromrichter bzw. Umrichter
Ausbreitung
der Störung
leitungsgebunden
leitungsungebunden
Netzrückwirkungen (Gerät a in Bild 18.2)
Erdschleifen (Gerät b)
kapazitive Kopplung (Gerät c)
induktive Kopplung (Gerät d)
elektromagnetische Stahlung (Gerät e)
Bild 18.3. Klassierung der Störwege in leitungsgebundene und leitungsungebundene