Modellierung geschirmter Leistungskabel im Frequenzbereich der EMV

Abstract:
Nicht nur in der Leistungselektronik ist die simulative Analyse leitungsgeführter Störungen ein wichtiges Werkzeug zum effizienten Entwurf von EMV-Filtern. Bei leistungselektronischen Antrieben haben die Kabelstrecken, insbesondere zwischen Frequenzumrichter und angeschlossenem Motor, einen gewichtigen Einfluss auf leitungsgebundene Störungen. Die vorliegende Arbeit beinhaltet ein physikalisches Kabelmodell mit einer Gültigkeit bis ca. 100 MHz. Entscheidend ist in diesem Zusammenhang, dass die benötigten Parameter des Modells aus der Kabelgeometrie und den dielektrischen Eigenschaften berechnet werden. Ein solches Modell ist von besonderem Interesse, wenn die Störausbreitungen in leistungselektronischen Systemen vor deren Aufbau vorausbestimmt werden sollen. Das hier vorgestellte Modell dient somit zur Überprüfung der EMV-Konformität im Entwicklungsstadium eines leistungselektronischen Systems. In dem Leistungsbereich von ein bis 500 kW werden Motorkabel, je nach den Störemissionsanforderungen der Umgebung, geschirmt oder ungeschirmt ausgeführt. Dreiphasige Antriebe werden in der Regel ohne Null-Leiter angeschlossen. Meist wird auch bei geschirmten Kabeln ein PE mitgeführt. In dieser Arbeit werden ein- bis dreiphasige Kabel mit und ohne PE behandelt.