20. - 22.02.2018
Düsseldorf
EMV 2018
Internationale Fachmesse und Kongress für Elektromagnetische Verträglichkeit

 
 
 

Session 5a

Schirmung

Termin

Donnerstag, 22.02.2018, 09:00 - 10:30 Uhr

Chairperson

Dr. Martin Sack

Beschreibung

09:00 Flussleitfähigkeit versus Stromverdrängung: Magnetische Schirmung im niederfrequenten Bereich
Dr. Stefan Hiebel, Sekels GmbH, Ober-Mörlen, Deutschland
Während sich elektromagnetische Felder mit Frequenzen oberhalb von ca. 1 kHz durch dünne Metallfolien oder -netze aus Materialien mit hoher elektrischer Leitfähigkeit sehr gut abschirmen lassen (Prinzip Faraday'scher Käfig), ist für statische oder niederfrequente elektromagnetische Felder ein höherer Aufwand notwendig. Statische Magnetfelder können (außer in Supraleitern) nicht im Sinne einer Schirmung "verdrängt" werden.
Die Schirmung erfolgt durch Umleitung der magnetischen Feldlinien in einem magnetisch leitfähigen Material um den zu schirmenden Bereich.
Im Bereich sehr niedriger Frequenzen findet ein Übergang von magnetischer Umleitung zur Stromverdrängungsschirmung statt. Der zunehmenden Feldverdrängung steht eine abnehmende Flussleitfähigkeit gegenüber, die entweder durch einen durch die Eindringtiefe reduzierten Materialquerschnitt, oder durch eine wirbelstrombedingte Reduzierung der Permeabilität definiert wird.
Das konkrete Design von Abschirmungen in diesem Übergangsbereich (dc bis ca. 10 kHz) muss daher beiden Gesichtspunkten Rechnung tragen. Oft werden daher Verbundsysteme aus einem weichmagnetischen Material und besser leitfähigem Alu eingesetzt. Die konkrete Ausführung basiert oft auf Erfahrungswerten und einigen Faustformeln.
Der Vortrag stellt Messungen mit Variationen der in diesem Frequenzbereich wesentlichen Parameter vor, sowie optimierte Lösungsansätze für ein Fallbeispiel.
09:30 Untersuchung des Effektes von Ferritkernen auf Kabelstrukturen
Dipl.-Ing. Steffen Schulze, Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG, Waldenburg, Deutschland
Die elektrische Charakterisierung von Ferritkernen für die Entstörung auf Kabeln erfolgt standardmäßig mit Hilfe einer einfachen Drahtschleife, deren Eigenschaften in das Messergebnis einfließen und deren Reproduzierbarkeit eingeschränkt ist. In 2015 wurde eine grundlegend neue, patentierte Methode vorgestellt, die einen geschlossenen koaxialen TEM-Leiter verwendet, der Abstrahlung verhindert. Damit werden die elektrischen Parameter wie Dämpfungskoeffizient oder Impedanz so ermittelt, dass sie unabhängig von der im späteren Einsatz tatsächlich vorliegenden Kabelgeometrie sind. In diesem Beitrag wird eine konstruktiv verbesserte Messanordnung beschrieben, die auf der erwähnten Drahtschleife basiert, aber eine schnelle Charakterisierung verschiedener Ferritkerne erlaubt, und dabei eine sehr gute Reproduzierbarkeit besitzt. Weiterhin wurde untersucht, wie sich ein Ferritkern auf einer elektrisch langen Leitung auswirkt, da meist auf längeren Kabeln entstört werden muss. Die Stromverteilung entlang der Leitung bei verschiedenen Abschlussimpedanzen wurde analytisch, unter Einbeziehung der neuen Ferritparameter, berechnet. Weiterhin wurde der Einfluss der Position des Ferritkerns entlang der Leitung, sowie verschiedene Abschlussimpedanzen untersucht. Durch die Untersuchungsergebnisse können genauere Aussagen gemacht werden, welche Ferritgeometrie bzw. -position für die Entstörung am besten geeignet sind.

Referenten

Dr. Stefan Hiebel
Sekels GmbH, Ober-Mörlen, Deutschland
Dr. Stefan Hiebel hat von 1994 bis 2000 an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz Physik studiert.
2007 hat er im Bereich der Kernspintomographie mit hyperpolarisiertem Helium-3 promoviert und arbeitet seit April 2007 bei der Sekels GmbH, wo er derzeit die Bereiche "Magnetische Abschirmungen" und "Weichmagnetische Halbzeuge" leitet.
Dipl.-Ing. Steffen Schulze
Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG, Waldenburg, Deutschland
Steffen Schulze studierte von 1998 bis 2004 Elektrotechnik an der O.-v.-G.-Universität Magdeburg. Bis 2011 arbeitete er als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für EMV der Universität Magdeburg. Neben Lehrveranstaltungen zu den Grundlagen der Elektrotechnik führte er entwicklungsbegleitende EMV-Messungen im Labor des Lehrstuhls durch. Seit 2011 ist er als Applikationsingenieur im Bereich Key Account Management der Würth Elektronik eiSos GmbH angestellt. Er berät in dieser Funktion Firmen bei der Auswahl von passiven Bauteilen für die Funktion und Entstörung elektronischer Schaltungen.


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