In dieser Arbeit wird ein innovatives robustes und galvanisch getrenntes Strommessprinzip dargestellt, das DC-fähig und für den Einsatz im industriellen Bereich angedacht ist. Es beruht auf der Diskretisierung des Ampère’schen Gesetzes durch eine endliche Anzahl von Magnetfeldsensoren. Es wird ein Überblick über die am Markt vorhanden Strommessprinzip gegeben. Darauffolgend wird das grundlegende Prinzip theoretisch und experimentell näher untersucht und erläutert. Dazu werden die wesentlichen Einflüsse auf den Strommessfehler durch eine analytische und numerische Berechnung ermittelt und durch Messungen an verschiedenen Laboraufbauten experimentell verifiziert. Es erfolgt eine Evaluation der Einflüsse auf den Strommessfehler durch ein Fremdfeld, durch die Position des Leiters und durch eine vom Rundleiter abweichende Leitergeometrie. Darüber hinaus wird auf die sich aus der Digitalisierung ergebende Möglichkeiten eingegangen. Exemplarisch wird dies anhand der Methode zur Bereichsumschaltung dargelegt. Bei dieser wird in optimaler Weise zwischen den beiden Magnetfeldsensortechnologien gewechselt, sodass eine Strommessfehlerreduktion über einen großen Strommessbereich realisiert wird.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Verletzen die Störemissionen leistungselektronischer Komponenten am Ende des Entwicklungsprozesses Grenzwerte, können kostenintensive Nachbesserungen nötig sein. Um dies zu vermeiden, wird in dieser Arbeit eine Vorgehensweise vorgestellt, die die Abschätzung und Einflussparameteranalyse der Störemissionen leistungselektronischer Komponenten möglichst früh im Entwicklungsprozess erlaubt.
Die Vorgehensweise basiert auf SPICE-Zeitbereichsmodellen, die die leistungselektronischen Komponenten abbilden. Hierbei werden verteilte parasitäre Elemente der Verbindungsstruktur (z.B. Leiterplatte) sowie parasitäre Elemente diskreter Bauteile (z.B. MOSFET oder Kondensator) eingebunden. Komponenten der Messumgebung wie Verkabelung und Netznachbildung werden durch Frequenzbereichsmodelle abgebildet. Ein digitaler Signalverarbeitungsprozess bildet als Alternative zur FFT die Schnittstelle zwischen beiden Bereichen und bietet gleichzeitig die Möglichkeit den Einfluss von Spektrumanalysator oder Messempfänger zumindest ansatzweise zu berücksichtigen.
Der wissenschaftliche Beitrag dieser Arbeit liegt nicht in der Entwicklung neuer Methoden zur Modellierung der Störemissionsentstehungs- und Koppelmechanismen, die genauer sind als bereits aus der Literatur bekannte Methoden, sondern in der Kombination selbiger zu einer ganzheitlichen Vorgehensweise auf einer vom konkreten Anwendungsfall losgelösten Abstraktionsebene.
Aktualisiert: 2020-07-29
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