Wirkung der Sättigung induktiver Bauelemente bei dreiphasigen Geräten der Luftfahrt auf das Oberschwingungsspektrum nach ED14/DO-160

Frank MEIER, Diehl Aviation Gilching GmbH

 

 

Zur Gleichrichtung des dreiphasigen Bordnetzes in Flugzeugen werden 12-Puls-Gleichrichter verwendet, die Drosseln und einen Transformator benötigen. Das typische Oberschwingungsspektrum floss in die Norm ED14/DO-160 ein und findet sich ebenso weiteren Normen. Die magnetischen Materialien besitzen Hysterese und Sättigung, die zu nichtlinearem Verhalten führt. Bei Anregung mit einer sinusförmigen Spannung enthält der Strom unerwünschte Oberschwingungen. Das Ziel einer hohen Ausnutzung des Materials stehen die erzeugten Oberschwingungen gegenüber.

Sättigungsverhalten und Hysterese sind materialtypisch. Bei festgelegter Induktivität sind verschiedene Kombinationen aus Materialtyp, Bauform und Windungszahl möglich, sofern nur das Kleinsignalverhalten betrachtet wird. Wird das Sättigungsverhalten berücksichtigt, so reduziert sich die Auswahl. Unter Berücksichtigung auf die Grenzwerte der Oberschwingungen und weiterer Nebenbedingungen ist dann eine geeignete Wahl zu treffen. Bauraum, Verlustleistung oder Kosten können Aspekte sein.

In dem Beitrag wird gezeigt, welche Oberschwingungskomponenten sättigungsbedingt erzeugt werden und wie eine Wahl von Materialtyp Bauform und Anforderungen für die netzseitigen Saugdrosseln gelingen kann. Zusätzlich wird das V-Modell zur Entwicklung von Geräten für Automobil- und Luftfahrtindustrie kurz angerissen.