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

 
 
 

Session 3d

Anwendung von Normen

Termin

Mittwoch, 21.02.2018, 11:30 - 13:30 Uhr

Chairperson

Anton Kohling

Beschreibung

11:30 Gleichspannungsseitiges Störaussendungsverhalten von Photovoltaik Wechselrichtern und -anlagen
Dipl.-Ing. Jörg Kirchhof, Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik, IWES, Kassel, Deutschland
Im CISPR 11 findet zurzeit die Festlegung von Störspannungsgrenzwerten für Photovoltaik-Wechselrichter statt. Die DC-seitigen und vom PV-Wechselrichter erzeugten Störungen gelangen leitungsgebunden zum Photovoltaik-Generator, der aufgrund seiner Größe als parasitäre Sendeantenne wirkt und im betrachteten Frequenzbereich von 150 kHz bis 30 MHz zu einer feldgebundenen Abstrahlung der Störungen führen kann. Ein im CISPR 11 diskutierter neuer Ansatz soll den Übergang von leitungsgebundener Störleistung zu feldgebundener Abstrahlung besser beschreiben. Hierbei werden einerseits die Fehlanpassung zwischen Wechselrichter und PV-Generator, andererseits ein sogenannter Kopplungsfaktor zwischen leitungsgebundener Störleistung und Störfeldstärke in einem bestimmten Abstand zur PV-Anlage herangezogen. Im vorliegenden Beitrag werden begleitende Messungen an realen PV-Anlagen beschrieben, die für die Validierung dieses Störmodells in die Standardisierung eingespeist werden. In einem zweiten Arbeitspaket wurde ein Messverfahren entwickelt, um die Ausgangsimpedanz der Störquelle im Wechselrichter zu bestimmen, damit Aussagen über die hochfrequente Fehlanpassung zwischen PV-Generator und PV-Wechselrichter während des normalen Betriebs der PV-Anlage getroffen werden können. In diesem Beitrag werden die erzielten Ergebnisse des Projektes präsentiert. Insbesondere wird ein Impedanzmessverfahren vorgestellt, dass es ermöglicht die Quellenimpedanz von Störquellen zu erfassen. Es handelt sich um ein modifiziertes RF-IV-Verfahren, welches speziell für Impedanzmessungen unter Anwesenheit von Störungen geeignet ist. Diese Untersuchungen wurden von der Bundesnetzagentur in Auftrag gegeben.
12:00 WPT-Stand der Normungstätigkeiten
M.Sc. Benjamin Willmann, Volkswagen AG, Wolfsburg, Deutschland
Dipl.-Ing. Diego Cuartielles Ruiz, Audi AG, Ingolstadt, Deutschland
Auf der Suche nach modernen Antriebskonzepten haben sich die batterieelektrischen Fahrzeuge (BEV) als eine Hauptalternative zu konventionellen Fahrzeugen etabliert. Der Fokus in der Entwicklung von BEVs liegt neben der Optimierung des Antriebsstrangs auf der Batterieentwicklung und Ladekonzepten. Kontaktlose Energieübertragung (engl. Wireless power transfer, WPT) könnte dabei zur Erhöhung des Kundenkomfort beitragen. Mittlerweile werden WPT-Systeme schon in einigen Bereichen mit Erfolg eingesetzt, wie zum Beispiel bei den Handy-Ladesysteme, oder in der Medizin- und Anlagentechnik.
Das CISPR Komitee hat deswegen einen Arbeitskreis (AK) dafür gegründet: "CISPR/CIS/B/AHG 4 WPT (Wireless Power Transfer)".

Definition der Grenzwerte und Messaufbau
Der AK AHG 4 unter der CISPR B hat eine Erweiterung der CISPR 11 vorbereitet, die sich aktuell im CDV Status befindet. Nach dem letzten Termin in der KAIST Universität in Daejeon (Süd Korea) wurde eine Vereinbarung der Grenzwerte getroffen. In diesem Vortrag möchten wir Ihnen den Status der Norm präsentieren und begründen, welche Schutzziele mit den gewählten Grenzwerten erreicht werden können.

Simulationsverfahren
Mithilfe der EMV-Simulation, die auf der Momentenmethode basiert, besteht die Möglichkeit ein WPT-Konzept für Elektrofahrzeuge unter den Aspekten der Elektromagnetischen Umweltverträglichkeit (Personenschutzgrenzwerte, ICNIRP) und EMV-Anforderungen (CISPR B) zu prüfen. In dieser Veröffentlichung soll das Simulationsverfahren kurz dargestellt und auf ein Referenzsystem aus der IEC 61890-3 angewendet werden.
12:30 Auswirkungen normativer Änderungen des Prüflingsaufbaus für die Störfeldstärkebewertung am Beispiel der neuen IEC 61800-3 ed. 3
Dipl.-Ing. Christian Paulwitz, EPCOS AG, Regensburg, Deutschland
Anhand des Vergleichs der Ausgaben ed. 2 und ed. 3 der IEC 61000-3 wird beispielhaft untersucht, was die Änderungen der Norm in Bezug auf die Störfeldstärkebewertung bedeuten. Zunächst anhand von Überlegungen bzgl. erwartbarer Änderungen, aber auch durch beispielhafte Vergleichsmessungen. Die beiden Ausgaben unterscheiden sich erheblich durch unterschiedliche Festlegungen des Prüfaufbaus.
13:00 Analyse der verschiedenen Konstellationen in CISPR 25 Aufbau für die abgestrahlte Störausendungsmessung von 150 kHz bis 30MHz
Dipl.-Ing. Oussama Sassi, Volkswagen AG, Wolfsburg, Deutschland
Die abgestrahlte Messung im Fahrzeug wird auf Komponentenebene nach CISPR 25 durchgeführt. Im Bereich 150 kHz bis 30MHz erfolgt die Messung mithilfe einer Monopolantenne. In der Norm werden eigene Messparameter wie Messantenne, Messleitung, Tischaufbau und die Verbindung zum Groundplane nicht exakt definiert. Daher nimmt die Messunsicherheit deutlich zu. Bei der Validierungsmessung des vorgestellten Messaufbaus in CISPR 25 ist ein Resonanzeffekt zwischen 10 MHz und 20 MHz aufgetreten. Dies führt zu einer Abweichung bei der Messung der Transferfunktion zwischen Prüfling und Antenne bis ca. 15 dB. Um den Messaufbau zu optimieren, werden verschiedene Konstellationen von Antennenleitung, Verbindung zur Masse und Messausrichtung nach CISPR 25 untersucht.
In dieser Veröffentlichung werden die Messkonstellationen und die Antennenkabel mit Hilfe der 3D-Feldsimulation analysiert und diskutiert. Anschließend werden die Kombinationen der Messparameter wie Leitungsposition und Messausrichtung für einen optimalen Aufbau der abgestrahlten Störung nach CISPR 25 ermittelt.

Referenten

Herr Diego Cuartielles Ruiz
Dipl.-Ing. Diego Cuartielles Ruiz
Audi AG, Ingolstadt, Deutschland
Herr Cuartielles Ruiz absolvierte am 2005 in der Universität von Zaragoza die Studium Diplom Industrie Ingenieur, mit dem Fachgebiet Leistungselektronik. Bis 2011 arbeitete er bei Bosch und Siemens Hausgeräte und entwickelte Induktionskochfelder als EMV-Hauptentwickler. Ab dieser Zeitpunkt fing er in der EMV-Abteilung bei AUDI an. Die EMV-Normungsentwicklung liegt unter die Verantwortung von Herrn Cuartielles und im Rahmen Ihrer Arbeit beschäftigte sich Herr Cuartielles Ruiz in verschiedenen Arbeitskreisen:

DKE/AK 353.0.6: EMV bei der Energieversorgung von Elektrofahrzeugen
DKE/K 764: Sicherheit in elektromagnetischen Feldern
DKE/AK 767.11.11: EMV von HF-Geräten für ISM Anwendungen
CISPR B / WG 1: Industrial, scientific and medical (I.S.M.) radio frequency apparatus
CISPR B / WG 1 / AHG 4 WPT: WPT (Wireless Power Transfer)
TC106 7 / WG 9: Addressing methods for assessment of Wireless Power Transfer (WPT) related to human exposures to electric, magnetic and electromagnetic fields
Dipl.-Ing. Jörg Kirchhof
Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik, IWES, Kassel, Deutschland
Herr Kirchhof arbeitet seit seinem Studienabschluss (Diplom 1, Elektrotechnik, Schwerpunkt Nachrichtentechnik, Uni-Kassel) im Jahr1998 am Institut für Solare Energieversorgungstechnik / ISET (nun Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik / IWES).
In der Abteilung Leistungselektronik ist er an verschiedenen nationalen und europäischen Forschungsprojekten auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien beteiligt, wo er die Themengebiete EMV und Messtechnik bearbeitet.
Innerhalb des EMV-Labors des Fraunhofer IWES hatte er zunächst die Stelle des Qualitätsmanagers angetreten und später die Laborleitung übernommen.
Im Bereich der Normung ist er Gast im DKE UK767.1 sowie Mitglied im Ad Hoc AK GCPC (Grid Connected Power Conditioner) des UK767.11. In diesem Zusammenhang ist er auch als Experte in das MT GCPC der CISPR B Working Group 1 sowie TC77A Working Group 6 berufen worden. Im Bereich Elektromobilität und induktivem Laden arbeitet er in den DKE Arbeitskreisen AK 353-0-6 und GAK 353-0-1 mit.
Herr Christian Paulwitz
Dipl.-Ing. Christian Paulwitz
EPCOS AG, Regensburg, Deutschland
1989-1996: Studium der Elektrotechnik an der TU München; Studienschwerpunkt: Hochfrequenztechnik

1996-2001: Tätigkeit als EMV-Ingenieur im EMV-Labor Regensburg der EPCOS AG (bis 1999: Siemens Matsushita Components GmbH & Co. KG).

seit 9/2001: Leiter des EPCOS EMV-Labors in Regensburg. Labor überwiegend entwicklungsbegleitend tätig, Zusammenarbeit mit der Entwicklung von EMV-Filtern der EPCOS AG in Heiden­heim. Dabei werden für Applikationen von Bauelemente-Kun­den Filterbeschaltungen angepaßt, aber auch die Entwicklung von Stan­dardfiltern unterstützt. Schwerpunkt in der Entstö­rung von Frequenzumrichtern und Wechselrichtern, es werden aber auch Untersuchungen im Automotive-Bereich durchgeführt.
Herr Oussama Sassi
Dipl.-Ing. Oussama Sassi
Volkswagen AG, Wolfsburg, Deutschland
Herr O. Sassi studierte Elektrotechnik mit den Schwerpunkten Nachrichten und Hochfrequenztechnik an der Leibniz Universität Hannover. Von 2011 bis 2015 war er als Projektingenieur im Bereich EMV und Antennensimulation. Ab 2015 ist Herr Sassi als Entwicklungsingenieur bei Volkswagen AG tätig und beschäftigt sich mit Vorentwicklung, Experten System und Bordnetztest sowie EMV-Simulation.
Herr Benjamin Willmann
M.Sc. Benjamin Willmann
Volkswagen AG, Wolfsburg, Deutschland
Herr Willmann ist seit September 2014 Doktorand im EMV-Zentrum der Volkswagen AG in Wolfsburg. Ein Forschungsschwerpunkt seiner Arbeit ist die EMV-Simulation von resonanten, induktiven Ladesystemen für Elektrofahrzeuge. Von 2008 bis 2014 studierte er Elektrotechnik an der Otto-von-Guericke Universität Magdeburg und beschäftigte sich im Rahmen einer hilfswissenschaftlichen Tätigkeit am Lehrstuhl von Herrn Prof. Dr.-Ing. Ralf Vick mit EMV.


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