Startseite > Messen + Testen > »EMV 2012«: Die Award-Gewinner stehen fest

»Young Engineer Award« und »Best Paper Awards« verliehen

»EMV 2012«: Die Award-Gewinner stehen fest

8. Februar 2012, 17:39 Uhr | Nicole Wörner

▶ Diesen Artikel anhören

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

»EMV 2012 Best Paper Awards« in der Kurzfassung

»Entwicklung einer Methode zur inversen Bestimmung von Störgrenzwerten basierend auf Simulationsmodellen der kritischen Koppelstrecken und Datenübertragungssysteme«, Katharina Feldhues, Technische Universität Dortmund

Pulsförmige Störungen dürfen bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten, um beispielsweise eine Datenübertragung durch verkoppelte Leitungen nicht zu stören. Weiterhin können durch abgestrahlte Felder aufgrund der Pulsströme Funkdienste beeinflusst werden. Zulässige Anstiegszeiten, Pulsbreiten und Wiederholfrequenzen sind in Normen für bekannte Systemkonfigurationen definiert. Bei neuen Systemen, wie zum Beispiel Elektrofahrzeugkomponenten, die Pulse mit bisher nicht bekannten Formen aussenden können, fällt es heute noch schwer, kritische Pulsformen und Grenzwerte zu spezifizieren. Eine sinnvolle Definition ist nur möglich, wenn gleichzeitig der Einfluss auf potentielle Störsenken betrachtet werden kann. Gerade die Beurteilung des Zusammenhangs zwischen Störquellen und Störsenken fällt jedoch schwer. Meist kann nur durch sehr umfangreiche Versuchsreihen, die experimentell oder durch Rechnersimulationen durchgeführt werden, geklärt werden, welche Pulseigenschaften noch zulässig sind.

In dem Beitrag wird ein neues Verfahren zur simulationsbasierten Bestimmung von maximal tolerierbaren Störgrößen basierend auf einer inversen Netzwerksimulation vorgestellt. Hierbei wird von einer vorgegebenen Minimalsignalqualität oder einem erlaubten Grenzwertverlauf ausgegangen. Durch das Verfahren können die maximalen Amplituden oder auch die exakten Pulsverläufe einer gerade noch zulässigen Störgröße genau bestimmt werden. Anhand von Beispielen wird die Leistungsfähigkeit des Verfahrens gezeigt.

»Minimal-invasive Methode zur Lokalisierung von Schaltnetzteilen mit schadhaftem Zwischenkreis-Kondensator in hochverfügbaren Anlagen«, Martin Frey, ARGE Rundfunk-Betriebstechnik

Schaltnetzteile beinhalten leistungselektronische Schaltregler, die bei größeren Abweichungen von ihrem bestimmungsgemäßen Betriebspunkt z.B. durch gealterte, schadhafte Zwischenkreiskondensatoren in jeder Netzspannungshalbschwingung periodisch zu instabilen Prozessen neigen. Dann werden sie zu EMV-Störquellen, die Signale mit komplexer Struktur aussenden. Dadurch können sie andere Signalsysteme in einer Gebäudeinfrastruktur in ihrer Funktion beeinträchtigen. Außerdem sind die Störsignale ein Indiz für den baldigen Ausfall dieser Netzteile.

Aus beiden Gründen (Störquellenbeseitigung und vorbeugende Wartung) ist der zeitnahe Ersatz dieser auffälligen Netzteile geboten. Detektion und Lokalisation müssen in hochverfügbaren Anlagen, wie z.B. Rechenzentren ohne unzulässige Minderung der Verfügbarkeitsanforderungen erfolgen. In diesem Beitrag wird daher eine minimal-invasive Methode vorgestellt, die bei redundanter Struktur der Stromversorgung bis zum Endgerät das Auffinden der Störquelle unter den genannten Bedingungen ermöglicht.

Die Wirksamkeit der Methode wurde in einem Labornetzwerk mit vier vernetzten Sensoren überprüft. Die im Labornetzwerk durchgeführte Detektion und Lokalisation von Netzteilen mit schadhaftem Zwischenkreiskondensator, die als reale Störquellen in Theatern und Funkhäusern auffällig geworden waren, werden dokumentiert, bevor der Beitrag mit einem Ausblick auf die weiteren Entwicklungsmöglichkeiten endet.

»Beschleunigung schneller Löser in der Momentenmethode bei Einkopplungsproblemen mit Mehrfachanregung«, Arne Schröder, Technische Universität Hamburg-Harburg

Ein wichtiger Aspekt auf dem Gebiet der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) ist die Einkopplung externer Felder in teilweise geöffnete Strukturen wie z.B. Flugzeuge, Gerätegehäuse oder Fahrzeugkarosserien. Zur Beurteilung der Immunität gegenüber äußeren Feldern ist es notwendig, das betrachtete Objekt einem elektromagnetischen Feld aus verschiedenen Einfallsrichtungen auszusetzen. Das numerische Lösen von Problemstellungen mit Mehrfachanregung unter Verwendung von Beschleunigungsalgorithmen in der Momentenmethode ist in der Regel sehr zeitaufwendig, da eine Vielzahl von Problemen zu lösen ist.

Dieser Beitrag stellt eine Hybridmethode vor, die den Lösungsaufwand von Einkopplungsproblemen erheblich reduziert und die im Programmpaket CONCEPT-II implementiert wurde. Die Effizienz und Genauigkeit des vorgestellten Ansatzes wird anhand der Einkopplung externer EM Felder in praxisnahe Objekte demonstriert. Der Beitrag zeigt, dass der vorgestellte Ansatz eine Beschleunigung bis zu einem Faktor sechzehn im Vergleich zu einer konventionellen Methode erzielt und den aus der Literatur bekannten Verfahren deutlich überlegen ist.