@phdthesis{Dhara2021, author = {Dhara, Madhavi}, title = {Wirkung von Kabelschirmungskonzepten auf abgestrahlte Magnetfelder von elektrischen Antriebsstr{\"a}ngen in Elektro- und Hybridfahrzeugen}, doi = {10.26127/BTUOpen-5500}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-55008}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2021}, abstract = {Jede elektrische, elektronische Komponente f{\"u}r Kraftfahrzeugsanwendungen muss auf Komponentenebene und nach der Montage im Fahrzeug die elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Emissionsanforderungen gem{\"a}ß Normen erf{\"u}llen. Die Entwicklung von Konzepten der elektromagnetischen Vertr{\"a}glichkeit f{\"u}r ein elektrisches Kraftfahrzeug erfordert ein gr{\"u}ndliches Verst{\"a}ndnis der elektromagnetischen Kopplungsmechanismen des Hochvoltsystems. An einen Elektroantrieb werden vielf{\"a}ltige Anforderungen gestellt. Daraus ergibt sich eine eingeschr{\"a}nkte Handlungsfreiheit zum Erreichen der elektromagnetischen Vertr{\"a}glichkeit. Daher ist es im Entwicklungszyklus n{\"o}tig, Ressourcen mit Kenntnis der elektromagnetischen Vertr{\"a}glichkeit fr{\"u}hzeitig zielgereicht einsetzen zu k{\"o}nnen. Hierbei gilt es Designparameter fr{\"u}hzeitig festzulegen und bereits dabei eine Ergebnisbewertung vornehmen zu k{\"o}nnen. Die Wellenl{\"a}ngen der dominanten Spektren elektromagnetischer St{\"o}rungen von Spannungsquellenpulswechselrichtern im Vergleich zu den geometrischen Abmaßen eines normal großen Fahrzeugs fallen in den Nahfeldbereich. Dies erm{\"o}glicht einen quasistation{\"a}ren Ansatz, bei dem das elektrische Feld und das Magnetfeld getrennt untersucht und analysiert werden k{\"o}nnen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der gestrahlten Magnetfeldkopplung in einem Kraftfahrzeug mit einem Elektroantrieb. {\"U}blicherweise erfordert ein Elektroantrieb f{\"u}r seinen Betrieb funktionale Str{\"o}me h{\"o}herer Gr{\"o}ßenordnung. Das pulsweitenmodulierte Spannungsschalten der leistungselektronischen Wandler, z.B. bei Pulswechselrichter und Gleichstrom (DC)/DC Wandler, verursacht zus{\"a}tzlich zu den funktionalen Str{\"o}men auch parasit{\"a}re Str{\"o}me. Diese werden durch Spannungs{\"a}nderungen am Ausgang der Leistungselektronik erzeugt, die die verteilten Kapazit{\"a}ten z.B. Statorwicklung zu Rahmenkapazit{\"a}t der elektrische Maschine, anregen. Diese Str{\"o}me f{\"u}hren zu Magnetfeldemissionen, an die strenge Anforderungen auf Fahrzeugebene gestellt werden. Abschirmungen werden systematisch zur Verringerung der abgestrahlten Emissionen bei elektrischen Antriebsanwendungen in Kraftfahrzeugen eingesetzt, so auch f{\"u}r die Hochvoltkabel. Die relativ geringen Mengen einer nicht idealen Kabelschirmung sind aufgrund des hohen Grades an abgestrahlten Emissionen von Bedeutung. Folglich sind die Schirm- und Masseschleifenstr{\"o}me, d.h. die Schirmwirkung, entscheidend f{\"u}r die Magnetfelder. Neben diesen Stromverteilungen sind die Magnetfelder wesentlich von der Geometrie der Hochvoltkabelf{\"u}hrung und dem Frequenzbereich abh{\"a}ngig. In dieser Arbeit werden drei Arten von Schirmungskonzepten f{\"u}r Hochvoltkabel mittels analytischer Modellierung betrachtet. Die drei Schirmungskonzepte sind einzeln geschirmte Kabel in koaxialer Ausf{\"u}hrung, mehradrige geschirmte Kabel in Summenschirmausf{\"u}hrung und ungeschirmte Kabel mit parallelem Massedraht als Schirm. Die erstellten analytischen Modelle werden genutzt, um die gestrahlten Magnetfeldemissionen vorherzusagen. Ein Vergleich zur Best{\"a}tigung der Anwendbarkeit der analytischen Modelle f{\"u}r ein Elektroantriebssytem wird vorgestellt. Die Wirkung der verschiedenen Schirmungskonzepte f{\"u}r das Kraftfahrzeug wird dargelegt.}, subject = {Magnetfeld; HV Kabelschirmungskonzepte; Gleichtaktstr{\"o}me; Gegentaktstr{\"o}me; {\"U}bertragungsfunktionen; Magnetic field; HV cable shielding concepts; Common mode currents; Differential mode currents; Transfer functions; Elektrofahrzeug; Hybridfahrzeug; Triebstrang; Kabel; Elektromagnetische Vertr{\"a}glichkeit; Magnetische Abschirmung}, language = {de} }