Messtechnische Bestimmung und simulative Vorhersage der Dämpfungseigenschaften von Magnetkernen in Traktionsinvertern

Elias Rubasch, BMW Motoren GmbH
Christian Schartner, BMW Motoren GmbH
Florian Pirringer, BMW Motoren GmbH
Dietmar Schröder, BMW Motoren GmbH
Jan Hansen, IFE-TUG
David Pommerenke, IFE-TUG
Martin Heinisch, BMW Motoren GmbH

Abstract

Magnetkerne sind wichtige Bauelemente zur Unterdrückung des Gleichtaktstromes im Antriebsstrang elektrischer Fahrzeuge. Ihre Dimensionierung erfolgt vorzugsweise per Simulation vor Herstellung des ersten Hardwaremusters, um bei vorgegebener Impedanz eine Minimierung ihres Volumens zu erreichen. Die Simulation benötigt die Materialeigenschaften sowohl über der Frequenz als auch die B-H-Kurve zur Berechnung der Sättigung.

In diesem Vortrag zeigen wir, wie diese Größen in der industriellen Produktentwicklung messtechnisch ermittelt und anschließend in 3D Simulationsmodellen verwendet werden. Ziel ist die Berechnung der Impedanz des Kerns über der Frequenz als Funktion seiner Geometrie und vorhandenem DC- und AC-Bias. Wir diskutieren sowohl Kleinsignal- als auch gepulste Anregung. Gültigkeit und Grenzen der verwendeten Methoden werden gezeigt.