DE102016110596B4

DE102016110596B4 - Aktive Störunterdrückungseinrichtung, Verfahren zur aktiven Störunterdrückung

Info

Publication number: DE102016110596B4
Application number: DE102016110596.1A
Authority: DE
Inventors: Stephan Frei; Abid Mushtaq
Original assignee: Technische Universitaet Dortmund
Current assignee: Technische Universitaet Dortmund
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2019-12-19
Anticipated expiration: 2036-06-09
Also published as: WO2017211951A1; DE102016110596A1

Abstract

Aktive Störunterdrückungseinrichtung (2) zur Reduzierung der Störwirkung einer Störquelle (8) an einer einzelnen Störsenke (36), umfassendwenigstens eine elektrische Leitung (6) der Störquelle (8), wobei die elektrische Leitung (6) eine geschirmte elektrische Leitung mit einer inneren elektrischen Leitung umfasst,einen Sensor (10), der eine in einer Störwirkung an der Störsenke (36) zu reduzierende Störgröße (4) der Störquelle (8) von der wenigstens einen elektrischen Leitung (6) erfasst, wobei der Sensor (10) die Störgröße (4) von der inneren elektrischen Leitung erfasst und/oder auskoppelt,eine Kompensationseinrichtung (12) zur Erzeugung einer Kompensationsgröße, aufweisendeinen Verstärker (14), der dazu eingerichtet ist, eine Amplitude der von dem Sensor (10) erfassten Störgröße (4) in Bezug auf die Störwirkung der Störgröße (4) an der Störsenke (36) anzupassen, dass die Störwirkung an der Störsenke (36) reduziert ist, undeinen Phasenschieber (16), der dazu eingerichtet ist, eine Phase der von dem Sensor (10) erfassten Störgröße (4) in Bezug auf die Störwirkung der Störgröße (4) an der Störsenke (36) anzupassen, dass die Störwirkung an der Störsenke (36) reduziert ist, wobeidie Kompensationsgröße die durch den Verstärker angepasste Störgröße (4) und die von dem Phasenschieber angepasste Störgröße (4) umfasst, undeine Einkoppeleinrichtung (20), die dazu eingerichtet ist, die Kompensationsgröße in einen geschirmten Abschnitt (26) der wenigstens einen geschirmten elektrischen Leitung (6) einzukoppeln, wobei die Einkoppeleinrichtung (20) eine Einkoppelspule umfasst, wobei die Einkoppeleinrichtung (20) derart eingerichtet ist, die Kompensationsgröße mittels der Einkoppelspule in den geschirmten Abschnitt (26) der elektrischen Leitung (6) einzukoppeln.

Description

Die Erfindung betrifft eine aktive Störunterdrückungseinrichtung, zur Reduzierung der Störwirkung einer Störquelle an einer einzelnen Störsenke, ein aktives Störunterdrückungsverfahren, sowie die Verwendung der erfindungsgemäßen aktiven Störunterdrückungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug und/oder einer Industrieanlage.
Elektronische Geräte bzw. elektronische Bauteile werden in vielen Bereichen des Lebens eingesetzt. In Kraftfahrzeugen werden beispielsweise Fahr-, Komfort- und Sicherheitsfunktionen über elektronische Bauteile gesteuert. Zur Steuerung dieser Funktionen werden hohe elektrische Leistungen umgesetzt und über elektrische Leitungssysteme übertragen. Diese elektrischen Leitungssysteme stellen in der Regel kritische elektromagnetische Koppelstrukturen dar. Dies bedeutet, dass ausgehend von den elektrischen Leitungssystemen elektromagnetische Störungen beispielsweise in einen Funkempfänger eines Autoradios einkoppeln und somit den Empfang des Autoradios stören bzw. beeinträchtigen. Derartige elektromagnetische Störungen sind meist unvermeidbar und können oft kaum beherrscht werden.
Zur Vermeidung elektromagnetischer Störung in Leistungselektroniksystemen könnten elektromagnetische Verträglichkeits-Filter (EMV-Filter) als passive Entstörmaßnahme vorgesehen werden. Diese benötigen jedoch aufgrund der hohen elektrischen Ströme voluminöse und schwere Induktivtäten als Längselemente und spannungsfeste Kondensatoren als Querelemente. EMV-Filter weisen somit ein hohes Gewicht und einen großen Bauraum auf und eignen sich daher nur schlecht zur Anwendung in Kraftfahrzeugen. Selbiges gilt für einfache metallische Schirme, die aufgrund von Kosten-, Bauraum- oder Gewichtsgründen in Kraftfahrzeugen keine Anwendung finden. Zudem sind einfache metallische Schirme bei niedrigen Frequenzen gegen magnetische Störfelder wirkungslos. Aber nicht nur bei niedrigen Frequenzen, auch bei hohen Frequenzen gibt es immer wieder Probleme bei der Anwendung von konventionellen EMV-Maßnahmen.
In der DE 10 2015 117 795 A1 werden Systeme, Vorrichtungen und Verfahren zum Unterdrücken einer Störspannung an einem Fahrzeug beschrieben. Ein Störsignalunterdrückungssystem (NCS) kann dazu ausgelegt sein, eine Masse-Karosserie-Spannung am Fahrzeug auf Null zu setzen, um ihre Interferenz mit einem Empfängersystem zu verhindern. Ein (NCS) kann einen Störsignalsensor (NSSR) zum Erfassen einer Störspannung und eine Einrichtung zum Störsignalnullsetzen (NNDV), die zum Bereitstellen einer Antistörsignalausgabe ausgelegt ist, enthalten. Ein Antistörsignal-Einkoppler (ANI) kann dazu ausgelegt sein, die Antistörsignalausgabe an einer Antistörsignal-Einkopplungsstelle anzusteuern. In einem Ausführungsbeispiel kann eine Antistörsignalausgabe dem Empfängersystem direkt über ein Kabel bereitgestellt werden. Alternativ kann ein Antistörsignal induktiv oder kapazitiv in eine Fahrzeugstruktur oder -komponente eingekoppelt werden, die nicht Teil des Empfängersystems ist. Ein Störsignalunterdrückungssystem kann in einer Rückkopplungs- oder einer Mitkopplungsanordnung angeordnet sein. Rundfunkfrequenzstörsignale und Nicht-Rundfunkfrequenzstörsignale können unterdrückt werden.
Die WO 2011/082484 A1 beschreibt ein System und ein Verfahren zur Verringerung einer Störung zwischen verschiedenen Kommunikationssystemen.
Die DE 100 00 116 A1 beschreibt einen Sensor zur Messung eines Gleichstroms und ein entsprechendes Messverfahren.
Die US 2012/0013292 A1 beschreibt ein Energieerfassungssystem. Das System umfasst eine Spule, die um einen im Allgemeinen zylindrisch geformten Magnetkern mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende gewickelt ist. Die Spule enthält Drähte, die so gewickelt sind, dass die Drähte im Allgemeinen parallel zu der zylindrisch geformten Magnetkernachse sind.
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine aktive Störunterdrückungseinrichtung bereitzustellen, die preiswert herstellbar ist, einen geringen Bauraum, ein niedriges Gewicht auf weist, eine nahezu vollständige Auslöschung einer elektromagnetischen Störung an einer Störsenke ermöglicht und eine erhöhte Stabilität aufweist.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Ansprüche definiert.
Erfindungsgemäß wird eine aktive Störunterdrückungseinrichtung, zur Reduzierung der Störwirkung einer Störquelle an einer einzelnen Störsenke, bereitgestellt, umfassend einen Sensor, der dazu eingerichtet ist, eine in einer Störwirkung an einer Störsenke zu reduzierende Störgröße einer Störquelle von wenigstens einer elektrischen Leitung zu erfassen, eine Kompensationseinrichtung zur Erzeugung einer Kompensationsgröße, aufweisend einen Verstärker, der dazu eingerichtet ist, eine Amplitude der von dem Sensor erfassten Störgröße in Bezug auf die Störwirkung der Störgröße an der Störsenke anzupassen, dass die Störwirkung an der Störsenke reduziert ist, und/oder einen Phasenschieber, der dazu eingerichtet ist, eine Phase der von dem Sensor erfassten Störgröße in Bezug auf die Störwirkung der Störgröße an der Störsenke anzupassen, dass die Störwirkung an der Störsenke reduziert ist, wobei die Kompensationsgröße die durch den Verstärker angepasste Störgröße und die von dem Phasenschieber angepasste Störgröße umfasst, und eine Einkoppeleinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Kompensationsgröße in die wenigstens eine elektrische Leitung und/oder die Störsenke einzukoppeln.
Es ist somit ein wesentlicher Aspekt der Erfindung, dass von dem Sensor eine Störgröße erfasst wird, die einer an der Störsenke wirkenden Störung proportional ist, wobei die Störung in ihrer Störwirkung an der Störsenke zu reduzieren ist. In Abhängigkeit der Störwirkung an der Störsenke wird der Betrag der Amplitude der Störgröße von dem Verstärker angepasst. Über den Phasenschieber wird die Phase der Störgröße in Bezug auf dessen Störwirkung an der Störsenke modifiziert. Der Verstärker und der Phasenschieber ermöglichen eine Anpassung der Störgröße in Bezug auf die Amplitude und die Phase an einen gegebenen Koppelweg zwischen Störquelle und Störsenke. Die angepasste bzw. modifizierte Störgröße wird zu einer Kompensationsgröße zusammengefasst und über eine Einkoppeleinrichtung entweder direkt in die elektrische Leitung oder die Störsenke eingekoppelt und somit mit der Störgröße gegengekoppelt. Auf diese Weise wird ein mit der Störwirkung korreliertes von der Störgröße gesteuertes Signal in eine Koppelstruktur, d.h. die elektrische Leitung oder die Störsenke, eingekoppelt, welches in Betrag der Amplitude und Phase geeignet ist, die Störwirkung an der Störsenke zu reduzieren und/oder nahezu vollständig zu kompensieren. Somit wird eine aktive Störunterdrückungseinrichtung bereitgestellt, die preiswert herstellbar ist, einen geringen Bauraum und ein niedriges Gewicht aufweist und eine Reduzierung bzw. nahezu vollständige Löschung einer elektromagnetischen Störung an einer Störsenke bewirken kann.
Bei einer nahezu vollständigen Löschung der elektromagnetischen Störung an der Störsenke verbleibt ein irrelevanter Rest der Störgröße an der Störsenke, der keinen bzw. vorzugsweise keinen nennenswerten Einfluss auf eine Störung der Störsenke hat.
Unter einer Störquelle ist vorzugsweise ein elektronisches Gerät und/oder ein elektronisches Bauteil zu verstehen. Vorzugsweise ist das elektronische Bauteil eine Platine, die vorzugsweise eine getaktete Leistungselektronik aufweist. Besonders bevorzugt weist das elektronische Gerät und/oder das elektronische Bauteil ein oder mehrere elektrische Leitungen auf, wobei die elektrische Leitung vorzugsweise eine Koppelstruktur mit einer Störsenke ist.
Die Störgröße ist vorzugsweise eine elektrische und/oder elektromagnetische Störung die von der Störquelle erzeugt wird bzw. die von der Störquelle ausgeht. Die Störgröße wird auch als Störstrom und/oder Störspannung bezeichnet. Vorzugsweise ist die Störgröße proportional zur Störung und/oder Störwirkung an der Störsenke. Die Störgröße besonders bevorzugt eine der Störwirkung an der Störsenke proportionale Störspannung.
Die Kompensationsgröße ist vorzugsweise ein Kompensationsstrom oder eine Kompensationsspannung. Die Kompensationsgröße wird über die Einkoppeleinrichtung in die elektrische Leitung oder die Störsenke eingekoppelt und mit der Störgröße gegengekoppelt.
Unter einer Störsenke ist vorzugsweise ein elektronisches Gerät und/oder ein elektronisches Bauteil zu verstehen, das von dem elektronischen Gerät und/oder elektronischen Bauteil der Störquelle verschieden ist bzw. verschieden sein kann. Besonders bevorzugt ist das elektronische Bauteil eine Antenne und/oder ein Empfänger. Ganz besonders bevorzugt ist die Antenne eine Rundfunkantenne und der Empfänger eine Radioempfänger eines Radios. Vorzugsweise sind die Antenne und/oder der Empfänger in einem Kraftfahrzeug angeordnet.
Eine Störwirkung ist vorzugsweise eine elektrische oder elektromagnetische Störung, die die Störgröße der Störquelle bei der Störsenke verursacht. Vorzugsweise ist die Störwirkung die elektromagnetische Störung eines von einem elektronischen Gerät und/oder elektronischen Bauteil ausgehenden Störstroms bei einer Antenne oder einem Empfänger.
Die elektrische Leitung ist erfindungsgemäß eine geschirmte und/oder eine ungeschirmte elektrische Leitung. Somit kann die elektrische Leitung eine geschirmte elektrische Leitung sein, wobei in Teilbereichen die Schirmung entfernt ist. Der ungeschirmte Abschnitt der elektrischen Leitung kann vorzugsweise im Bereich von Anschlusspunkten und/oder Steckverbindern zu einer Störquelle angeordnet sein. Wird die Störgröße erfindungsgemäß von einer inneren elektrischen Leitung einer geschirmten Leitung ausgekoppelt bzw. abgegriffen, also vom ungeschirmten Abschnitt der geschirmten Leitung, kann die Messdynamik erhöht werden und eine besonders hohe Kompensationswirkung ist erreichbar.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor als kapazitativer Sensor oder induktiver Sensor ausgebildet ist. Bei einem kapazitativ ausgebildeten Sensor wird der Störstrom durch eine direkte Verbindung des Sensors mit der elektrischen Leitung ausgekoppelt. Vorzugseise ist der Sensor als Folie ausgebildet, die um einen Leitungsisolator der elektrischen Leitung gelegt ist. Die Folie ist vorzugsweise eine Kupfer- oder Aluminiumfolie. Auf diese Weise kann eine Kapazität von einigen Pikofarad hergestellt und der Störstrom bzw. die Störgröße aus der elektrischen Leitung ausgekoppelt werden. Ist der Stromsensor ein induktiver Sensor bzw. induktiver Strommesssensor, vorzugsweise eine Spule, kann der Störstrom berührungsfrei aus der geschirmten und/oder ungeschirmten elektrischen Leitung ausgekoppelt werden.
Abhängig von den zu erwartenden Störgrößen bzw. Störströmen kann der Sensor unterschiedlich ausgebildet sein. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor ferritkernfrei oder mit einem Ferritkern ausgebildet ist. Eine Erhöhung der Koppelimpedanz kann vorzugsweise durch einen Sensor mit einem Ferritkern erzielt werden, so dass die Verstärkung der ausgekoppelten Störgröße und somit die Anpassung der Kompensationsgröße reduziert werden kann. Auf diese Weise kann der Stromverbrauch der Kompensationseinrichtung bzw. des Verstärkers reduziert werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verstärker ein einstellbarer Verstärker und/oder der Phasenschieber ein einstellbarer Phasenschieber ist. Somit können der Verstärker und/oder der Phasenschieber in einfacher Weise individuell eingestellt bzw. angepasst werden, wodurch die Störwirkung an der Störsenke vorzugsweise bei sich ändernden Störgrößen reduziert werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kompensationseinrichtung wenigstens einen Filter, vorzugsweise einen Hochpassfilter und/oder einen Bandpassfilter, umfasst, um die Störgröße und/oder die Kompensationsgröße an einen zu schützenden Frequenzbereich der Störsenke anzupassen. Auf diese Weise können gezielt kritische Frequenzbereiche der Störgröße, die eine Störwirkung an der Störsenke haben bzw. eine Störung an der Störsenke verursachen, herausgefiltert werden, so dass diese durch den Verstärker und den Phasenschieber entsprechend angepasst werden, um die Störwirkung an der Störsenke zu reduzieren und/oder nahezu vollständig zu kompensieren. Somit findet lediglich für die relevanten Frequenzbereiche der Störgröße eine Anpassung statt. Ist die Störsenke vorzugsweise eine Radioantenne und soll der Radioempfang sichergestellt werden, kann vorzugsweise ein in Abhängigkeit von der gewählten Radiofrequenz abgestimmter Bandpassfilter dafür sorgen, dass die Kompensationsgröße nur im zu schützenden Radiofrequenzbereich in die elektrische Leitung oder die Störsenke eingekoppelt wird. Auf diese Weise kann der Leistungsverbrauch der Kompensationseinrichtung reduziert werden.
In diesem Zusammenhang sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Filter dem Verstärker vorgeschaltet und/oder nachgeschaltet ist und/oder der Filter dem Phasenschieber vorgeschaltet und/oder nachgeschaltet ist. Auf diese Weise kann der Leistungsverbrauch der Kompensationseinrichtung je nach Bedarf individuell durch ein vorgeschaltetes und/oder nachgeschaltetes Filtern angepasst und reduziert werden.
Die Einkoppeleinrichtung kann grundsätzlich als kapazitative Einkoppeleinrichtung ausgebildet sein. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einkoppeleinrichtung eine induktive Einkoppeleinrichtung ist, die vorzugsweise als kernlose oder kernbehaftete Spule oder als eine einzelne Leiterschleife ausgebildet ist. Bei einer induktiv ausgebildeten Einkoppeleinrichtung kann die Kompensationsgröße, vorzugsweise in niederimpedant abgeschlossene Leitungen, im Wesentlichen beeinträchtigungsfrei in die zu entstörende Komponente, die elektrische Leitung, den Leitungsschirm und/oder die Störsenke, eingekoppelt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor als induktiver Sensor mit einer kernbehafteten Spule ausgebildet ist und/oder die Einkoppeleinrichtung als induktive Einkoppeleinrichtung mit einer kernbehafteten Spule ausgebildet ist, wobei der Kern der kernbehafteten Spule des Sensors und/oder der Einkoppeleinrichtung teilbar, vorzugsweise zweistückig, ausgebildet ist. Der teilbare Spulenkern ist besonders vorteilhaft für eine nachträgliche Installation der aktiven Störunterdrückungseinrichtung. Auf diese Weise kann die kernbehaftete Spule des Sensors und/oder der Einkoppeleinrichtung in einfacher Weise auf eine elektrische Leitung zerstörungsfrei, das heißt ohne eine Veränderung der elektrischen Leitung, aus der die Störgröße ausgekoppelt bzw. die Kompensationsgröße eingekoppelt wird, angeordnet werden.
Grundsätzlich kann es problematisch sein, wenn eine Störsenke eine breitbandige Entstörung der Störgröße erfordert. Eine breitbandige Entstörung kann vorzugsweise dann erforderlich sein, wenn die Störsenke veränderbar ist. Eine veränderbare Störsenke liegt vorzugsweise bei einem Radio bzw. einer Radioantenne vor. Je nach eingestelltem Radiosender und empfangener Frequenz kann eine individuelle aktive Störunterdrückung erforderlich sein. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die aktive Störunterdrückungseinrichtung einen mit der Störsenke verbundenen Mikrocontroller umfasst, der eine Vielzahl von Parametern zum Einstellen des einstellbaren Verstärkers und/oder des einstellbaren Phasenschiebers und/oder des wenigstens einen Filters aufweist, und der Verstärker und/der Phasenschieber und/oder der Filter über die Vielzahl der Parameter einstellbar ist. Durch die individuelle Einstellung des einstellbaren Verstärkers und/oder des einstellbaren Phasenschiebers und/oder des Filters in Abhängigkeit der Störsenke wird eine aktive Störunterdrückungseinrichtung bereitgestellt, die sich vorzugsweise für eine breitbandige Entstörung eines kompletten Frequenzbandes eignet. Somit wird eine störsenkengesteuerte Einstellung der aktiven Störunterdrückungseinrichtung ermöglicht.
Für eine breitbandige Entstörung der Störgröße einer elektrischen Leitung ist eine Betrachtung und/oder Berücksichtigung der Störsenke nicht in allen Fällen zwingend erforderlich. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Verstärker und/oder der Phasenschieber als eine über den Sensor spannungsgesteuerte Stromquelle (VCCS) mit frequenzabhängiger Transferadmittanz ausgebildet ist. Dabei wird die Transferadmittanz der Kompensationseinrichtung über die Induktivität Ls der Kompensationseinrichtung vorgegeben. Auf diese Weise kann vorzugsweise eine breitbandige Entstörung der elektrischen Leitung erfolgen, wenn vorzugsweise nur die elektrische Leitung als Störquelle für die Störwirkung an der Störsenke ursächlich ist, was vorzugsweise bei niedrigen Frequenzen oft zutrifft.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor und die Einkoppeleinrichtung einstückig ausgebildet sind. Hierzu sind der Sensor und die Einkoppeleinrichtung vorzugsweise als induktive Spule ausgebildet. Auf diese Weise ist die Störgröße über die induktive Spule aus der elektrischen Leitung auskoppelbar und die Kompensationsgröße über die induktive Spule in die elektrische Leitung einkoppelbar. Somit kann der Bauraum und das Gewicht der aktiven Störunterdrückungseinrichtung reduziert werden.
Eine Spannungsversorgung der aktiven Störunterdrückungseinrichtung, insbesondere des Verstärkers und/oder des Phasenschiebers kann grundsätzlich über eine externe Spannungsversorgung erfolgen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor eine weitere Wicklung zum Abgreifen einer Versorgungsspannung für die aktive Störunterdrückungseinrichtung, vorzugsweise für die Kompensationseinrichtung, aufweist. Auf diese Weise erfolgt die Spannungsversorgung der aktiven Störunterdrückungseinrichtung bzw. der Kompensationseinrichtung über den von der weiteren Wicklung abgegriffenen Störstrom der elektrischen Leitung. Dies ist besonders vorteilhaft bei starken Störgrößen bzw. Störströmen, was bei leistungselektronischen Schaltungen in Kraftfahrzeugen und/oder Industrieanlagen in der Regel gegeben ist. Eine derartige aktive Störunterdrückungseinrichtung kann vorzugsweise leicht nachgerüstet werden und kann Kostenvorteile haben, da keine externe Spannungsversorgung der Kompensationseinrichtung erforderlich ist.
Die Erfindung betrifft zudem die Verwendung der erfindungsgemäßen aktiven Störunterdrückungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug oder einer Industrieanlage. Auf diese Weise wird vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug eine aktive Störunterdrückungseinrichtung bereitgestellt, die preiswert herstellbar ist, einen geringen Bauraum aufweist und ein geringes Gewicht hat. Zudem kann über die erfindungsgemäße aktive Störunterdrückungseinrichtung die Störwirkung an der Störsenke in einem Kraftfahrzeug nahezu vollständig unterdrückt werden.
Es versteht sich von selbst, dass sich sämtliche vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen aktiven Störunterdrückungseinrichtung ebenfalls auf die erfindungsgemäße Verwendung erstrecken.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur aktiven Störunterdrückung, umfassend die Schritte:

Erfassen einer in einer Störwirkung an einer Störsenke zu reduzierenden Störgröße einer Störquelle, die wenigstens eine elektrische Leitung aufweist;
Anpassen einer Amplitude der von dem Sensor erfassten Störgröße in Bezug auf die Störwirkung der Störgröße an der Störsenke, dass die Störwirkung an der Störsenke reduziert wird, und/oder
Anpassen einer Phase der von dem Sensor erfassten Störgröße in Bezug auf die Störwirkung der Störgröße an der Störsenke, dass die Störwirkung an der Störsenke reduziert wird;
Erzeugen einer Kompensationsgröße, wobei die Kompensationsgröße die in Amplitude und Phase angepasste Störgröße aufweist, dass die Störwirkung an der Störsenke reduziert wird;
Einkoppeln der Kompensationsgröße in die wenigstens eine elektrische Leitung und/oder in die Störsenke mittels einer Einkoppeleinrichtung.

Es ist somit ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass von dem Sensor eine Störgröße erfasst wird, die einer an der Störsenke wirkenden Störung proportional ist, wobei die Störung in ihrer Störwirkung an der Störsenke zu reduzieren ist. In Abhängigkeit der Störwirkung an der Störsenke wird der Betrag der Amplitude der Störgröße angepasst. Dies erfolgt vorzugsweise über einen Verstärker, der vorzugsweise einstellbar ist. Die Phase der Störgröße wird in Bezug auf dessen Störwirkung an der Störsenke über einen Phasenschieber modifiziert, der besonders bevorzugt einstellbar ausgebildet ist. Der Verstärker und der Phasenschieber ermöglichen somit eine individuelle Anpassung einer sich ändernden Störgröße in Bezug auf die Amplitude und die Phase. Die angepasste bzw. modifizierte Störgröße wird zu einer Kompensationsgröße zusammengefasst und über eine Einkoppeleinrichtung entweder direkt in die elektrische Leitung oder die Störsenke eingekoppelt und somit mit der Störgröße gegengekoppelt. Auf diese Weise wird ein mit der Störwirkung korreliertes von der Störgröße gesteuertes Signal in eine Koppelstruktur, d.h. die elektrische Leitung oder die Störsenke, eingekoppelt, welches in Betrag der Amplitude und Phase geeignet ist, die Störwirkung an der Störsenke zu reduzieren und/oder nahezu vollständig zu kompensieren.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Amplitude und die Phase der vom dem Sensor erfassten Störgröße individuell an einen Koppelpfad zwischen der Störgröße und der Störsenke angepasst wird, so dass die Störwirkung an der Störsenke reduziert wird. Auf diese Weise kann eine individuelle Einstellung der Koppeleinrichtung, nämlich über den einstellbaren Verstärker und den einstellbaren Phasenschieber, zwischen konstanten Koppelstrukturen, nämlich der Störquelle und der Störsenke, erfolgen. Sich ändernde Störgrößen zwischen den konstanten Koppelstrukturen können somit durch die individuelle Einstellung von Verstärker und Phasenschieber derart angepasst werden, dass die Störwirkung an der Störsenke reduziert wird, vorzugsweise nahezu vollständig kompensiert wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Störgröße und/oder die Kompensationsgröße an einen zu schützenden Frequenzbereich der Störsenke, vorzugsweise mittels eines Hochpassfilters und/oder eines Bandpassfilters, gefiltert wird. Auf diese Weise können gezielt Störgrößen bzw. Störströme, die an der Störsenke eine Störwirkung haben, herausgefiltert und angepasst werden. Somit findet lediglich für die relevanten Frequenzbereiche der Störgröße eine Anpassung statt, wodurch der Leistungsverbrauch der Kompensationseinrichtung reduziert werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Vielzahl von Parametern zur Anpassung der Amplitude und der Phase der von dem Sensor erfassten Störgröße in Abhängigkeit der Störwirkung der Störgröße an der Störsenke festgelegt wird und wenigstens ein Parameter zur Anpassung der Amplitude und der Phase in Abhängigkeit der Störwirkung der Störgröße an der Störsenke automatisch von der Vielzahl von Parametern ausgewählt wird. Auf diese Weise können der Verstärker und/oder der Phasenschieber und/oder der Filter über die Vielzahl der Parameter individuell in Abhängigkeit der Störsenke eingestellt werden. Somit wird ein Verfahren für eine aktive Störunterdrückung bereitgestellt, die sich vorzugsweise für eine breitbandige Entstörung eines kompletten Frequenzbandes eignet.
Abschließend sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Einkoppeleinrichtung mittels einer spannungsgesteuerten Stromquelle mit frequenzabhängiger Transferadmittanz angesteuert wird. Dabei wird die Transferadmittanz der Kompensationseinrichtung über die Induktivität Ls vorgegeben. Auf diese Weise kann vorzugsweise eine breitbandige Entstörung der elektrischen Leitung erfolgen.
Es versteht sich von selbst, dass sich sämtliche vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen aktiven Störunterdrückungseinrichtung auch auf das erfindungsgemäße Verfahren beziehen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei die nachfolgend beschriebenen Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
In den Figuren zeigen

1: eine aktive Störunterdrückungseinrichtung mit einem induktiven Sensor und einer induktiven Einkoppeleinrichtung, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2: die aktive Störunterdrückungseinrichtung mit einem kapazitiven Sensor, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3: die aktive Störunterdrückungseinrichtung, wobei der Sensor und die Einkoppeleinrichtung einstückig ausgebildet sind, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
4: die aktive Störunterdrückungseinrichtung zur Anwendung auf einer geschirmten elektrischen Leitung, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
5: die aktive Störunterdrückungseinrichtung zur Anordnung auf einer Mehrzahl geschirmter elektrischer Leitungen, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
6: die aktive Störunterdrückungseinrichtung mit frequenzabhängiger Anpassung der Kompensationseinrichtung, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
7: die aktive Störunterdrückungseinrichtung mit integrierter Spannungsversorgung, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
8: die aktive Störunterdrückungseinrichtung mit direkter Einkoppelung einer Kompensationsgröße in eine Störsenke, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
9: die aktive Störunterdrückungseinrichtung mit spannungsgesteuerter Stromquelle mit Transferadmittanz, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
10: die aktive Störunterdrückungseinrichtung mit spannungsgesteuerter Stromquelle mit Transferadmittanz, wobei die Störgröße von einer Mehrzahl elektrischer Leitungen ausgekoppelt wird, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
11: ein Flussdiagramm der Störgröße zwischen der Störquelle und der Störsenke, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In 1 ist eine aktive Störunterdrückungseinrichtung 2 zur Reduzierung einer Störgröße 4 auf einer elektrischen Leitung 6 gezeigt. Die Störgröße 4 ist ein Störstrom, der von einer Störquelle 8 ausgeht, wobei der Störstrom proportional zu einer Störung bzw. Störwirkung an einer Störsenke (nicht dargestellt) ist. Vorliegend ist die Störquelle 8 eine getaktete Leistungselektronik. Die aktive Störunterdrückungseinrichtung 2 weist einen Sensor 10 auf, der als induktive Strommessspule ausgebildet ist, wobei die elektrische Leitung 6 durch die induktive Strommessspule geführt ist. Über den Sensor 10 wird die Störgröße 4 aus der elektrischen Leitung 6 ausgekoppelt und einer Kompensationseinrichtung 12 zugeführt.
Die Kompensationseinrichtung 12 weist einen einstellbaren Verstärker 14 und einen einstellbaren Phasenschieber 16 auf, wobei der einstellbare Phasenschieber 16 dem einstellbaren Verstärker 14 nachgeschaltet ist. Die von dem Sensor 10 ausgekoppelte Störgröße 4 wird über den einstellbaren Verstärker 14 im Betrag der Amplitude der Störgröße derart angepasst, dass die Störwirkung der Störgröße 4 an einer Störsenke (nicht gezeigt) reduziert ist. Ebenso wird über den Phasenschieber 16 die Phase der ausgekoppelten Störgröße 4 angepasst, dass die Störwirkung der Störgröße 4 an der Störsenke (nicht gezeigt) reduziert ist.
Filter 18 sind dem einstellbaren Verstärker 14 vorgeschaltet und dem einstellbaren Phasenschieber 16 nachgeschaltet. Zudem ist ein Filter 18 zwischen dem einstellbaren Verstärker 14 und dem einstellbaren Phasenschieber 16 angeordnet. Über die Filter 18 kann eine Anpassung eines zu kompensierenden Frequenzbereichs der ausgekoppelten Störgröße 4 erfolgen, um lediglich den Frequenzbereich im Betrag der Amplitude und Phase anzupassen, der eine Störwirkung an der Störquelle verursacht. Auf diese Weise kann der Stromverbrauch der Kompensationseinrichtung reduziert werden.
Die von dem einstellbaren Verstärker 14 und dem einstellbaren Phasenschieber 18 angepasste Störgröße 4 zur Reduzierung der Störwirkung an der Störquelle (nicht dargestellt) ist die Kompensationsgröße, mit der die Störgröße 4 kompensiert wird. Die Kompensationsgröße wird über eine Einkoppeleinrichtung 20, die als induktive Einkoppelspule mit einem Ferritkern ausgebildet ist, in die elektrische Leitung 6 eingekoppelt und mit der Störgröße 4 gegengekoppelt.
In 2 ist die aus 1 bekannte aktive Störunterdrückungseinrichung 2 gezeigt. Im Unterschied zu der in 1 gezeigten Störunterdrückungseinrichtung 2 ist in 2 der Sensor 10 zum Auskoppeln der Störgröße 4 aus der elektrischen Leitung 6 als kapazitiver Sensor ausgebildet. Hierzu ist eine dünne Folie um den Leitungsisolator der elektrischen Leitung 6 gelegt, wodurch die Störgröße 4 in eine Kapazität von einigen Pikofarad auskoppelbar ist. Die Folie ist eine Kupfer- oder Aluminiumfolie. Die Filter 18 sind entsprechend der ausgekoppelten Störgröße 4 anzupassen.
3 zeigt die aktive Störunterdrückungseinrichtung 2 mit einem Sensor 10 und einer Einkoppeleinrichtung 20, wobei der Sensor 10 und die Einkoppeleinrichtung 20 einstückig ausgebildet sind. Demnach sind der Sensor 10 und die Einkoppeleinrichtung 20 als induktive Strommessspule und Einkoppelspule mit nur einem Ferritkern ausgebildet. Die einstückig ausgebildete Spule mit Ferritkern eignet sich vorzugsweise für hohe Störgrößen bzw. Störströme. Bei starken Störgrößen 4 bzw. Messgrößen auf der elektrischen Leitung 6 kann die einstückig ausgebildete Spule auch ferritkernfrei ausgebildet sein. Mit der einstückigen Ausbildung von Sensor 10 und Einkoppeleinrichtung 20 kann eine Bauraum-, Kosten- und Gewichtsreduzierung der aktiven Störunterdrückungseinrichtung 2 erzielt werden.
Die Störgröße 4 kann von ein oder mehreren elektrischen Leitungen ausgekoppelt werden. Die in 3 gezeigte elektrische Leitung 6 ist eine ungeschirmte einzelne elektrische Leitung 6, aus der die Störgröße 4 ausgekoppelt wird.
Grundsätzlich kann die Störgröße 4 aber auch aus einer geschirmten elektrischen Leitung 6 ausgekoppelt werden. Die aus der geschirmten elektrischen Leitung auszukoppelnde relevante Störgröße 4 kann aufgrund der Schirmung der elektrischen Leitung 6 sehr gering sein.
In 4 ist die aktive Störunterdrückungseinrichtung 2 gezeigt, bei der die Störgröße 4 über den als induktive Strommessspule ausgebildeten Sensor 10 von einem ungeschirmten Abschnitt 22 der elektrischen Leitung 6 ausgekoppelt wird. Dieser ungeschirmte Abschnitt 22 liegt innerhalb eines Gehäuses 24 der als Leistungselektronik ausgebildeten Störquelle 8. Die Einkoppelung der Kompensationsgröße erfolgt über die als induktive Einkoppelspule ausgebildete Einkoppeleinrichtung 20 in einen geschirmten Abschnitt 26 der elektrischen Leitung 6. Im Vergleich zu einer Auskopplung der Störgröße 4 im geschirmten Abschnitt 22 der elektrischen Leitung 6 ist die Störgröße 4 bei einer Auskopplung im ungeschirmten Abschnitt der elektrischen Leitung 6 größer. Daher kann die Verstärkung bzw. Anpassung der Störgröße 4 im Verstärker 14 zur Erzeugung der Kompensationsgröße reduziert werden, damit die Störwirkung der Störgröße 4 an der Störsenke (nicht dargestellt) reduziert ist. Somit kann der Stromverbrauch der Kompensationseinrichtung 12 reduziert werden. Zudem kann eine hohe Stabilität erreicht werden.
Aus 5 ist ersichtlich, dass die Störgröße 4 über einen als Stromessspule ausgebildeten Sensor 10 induktiv aus einer Mehrzahl elektrischer Leitungen 6 auskoppelbar ist. Die Störgröße 4 wird aus dem ungeschirmten Abschnitt 22 der elektrischen Leitungen 6 ausgekoppelt. Hierbei wird über die Stromessspule 10 der Gleichtaktstrom gemessen und in Amplitude und Phase über den einstellbaren Verstärker 14 bzw. den einstellbaren Phasenschieber 16 angepasst, so dass die Störwirkung der Störgröße 4 an der Störsenke (nicht dargestellt) reduziert ist. Die erzeugte Kompensationsgröße wird über die als Einkoppelspule ausgebildete Einkoppeleinrichtung 20 in den geschirmten Abschnitt 26 der Mehrzahl der elektrischen Leitungen 6 eingekoppelt. Auch die Einkopplung in nur eine Leitung oder einen Teil der Leitungen ist möglich und kann zu einer Reduktion der Störwirkung führen.
In 6 ist die aktive Störunterdrückungseinrichtung 2 für eine breitbandige Entstörung der Störgröße 4 gezeigt. Eine breitbandige Entstörung der Störgröße 4 kann aus verschiedenen Gründen erforderlich sein, beispielsweise wenn die Frequenz der Störsenke (nicht gezeigt) veränderbar ist. Eine veränderbare Störsenke liegt vorzugsweise bei einem Empfänger bzw. bei einer Antenne eines Radios vor. Je nach eingestelltem Radiosender und empfangener Frequenz kann eine individuelle aktive Störunterdrückung erforderlich sein. Die aktive Störunterdrückungseinrichtung 2 weist einen mit der Störsenke (nicht dargestellt) verbundenen Mikrocontroller 28 auf. In dem Mikrocontroller 28 sind eine Vielzahl von Parametern zum Einstellen des Verstärkers 14, des Phasenschiebers 16 und des wenigstens einen Filters 18 für relevante zu entstörende Frequenzbereiche der Störsenke gespeichert. In Abhängigkeit des relevanten zu entstörenden Frequenzbereichs der Störsenke wird wenigstens ein Parameter aus der Vielzahl der Parameter zur Einstellung des Verstärkers 14, des Phasenschiebers 16 und des Filters 18 ausgewählt, so dass die Störgröße 4 entsprechend des relevanten Frequenzbereichs der Störsenke angepasst wird, um die Störwirkung der Störgröße 4 an der Störsenke zu reduzieren. Auf diese Weise kann über die gezielte Auswahl der Parameter eine breitbandige Entstörung eines kompletten Frequenzbandes erzielt werden. Somit wird eine störsenkengesteuerte Einstellung der aktiven Störunterdrückungseinrichtung 2 bereitgestellt.
Aus 7 ist ersichtlich, dass der Sensor 10, der als induktive Strommessspule ausgebildet ist, neben einer Wicklung 30 zur Auskopplung der Störgröße 4 aus dem elektrischen Leiter 6 eine weitere Wicklung 32 zur Auskopplung einer Versorgungsspannung für die Kompensationseinrichtung 12 aufweist. Auf diese Weise erfolgt die Spannungsversorgung 34 der Kompensationseinrichtung 12 und damit auch die des Verstärkers 14 und des Phasenschiebers 16 über die ausgekoppelte Störgröße 4. Die über die weitere Wicklung 32 abgegriffene Spannung ist gleichgerichtet und muss erforderlichenfalls über einen oder mehrere Wandler angepasst werden, damit die erforderliche Spannungsebene zur Spannungsversorgung der Kompensationseinrichtung vorliegt. Ein Abgreifen der Spannungsversorgung über die weitere Wicklung 32 ist vorteilhaft bei starken Störgrößen 4 bzw. Störströmen, was bei leistungselektronischen Schaltungen als Störquelle 8 gegeben ist. Höhere Harmonische können damit frequenzselektiv gut kompensiert werden.
In 8 ist gezeigt, dass die Einkoppeleinrichtung 20 als induktive Einkoppelspule ausgebildet ist, und die Kompensationsgröße direkt in die Störsenke 36 eingekoppelt wird. Die Störsenke 36 ist eine Antenne bzw. ein Empfänger eines Radios. Auf diese Weise kann der Energieverbrauch der Kompensationseinrichtung 12 reduziert werden. Alternativ zur induktiven Einkoppelung der Kompensationsgröße ist auch eine kapazitative Einkoppelung der Kompensationsgröße in die Störsenke 36 möglich.
9 zeigt eine aktive Störunterdrückungseinrichtung 2, wobei der Verstärker und der Phasenschieber der Kompensationseinrichtung 12 als eine über den Sensor 10 spannungsgesteuerte Stromquelle mit frequenzabhängiger Transferadmittanz 38 ausgebildet sind. Die Transferadmittanz der Stromquelle wird durch die Wahl der Induktivität Ls vorgegeben und kann wie folgt berechnet werden. Für den Sensor 10, der vorzugsweise ein Messtransformator oder eine Strommessspule ist, gilt für die Spannung an der Strommessspule 10: $V_{2'} = j ω M_{12'} I_{1}$
Die Strommessspule 10 ist durch den Indize 2' gekennzeichnet. Die elektrische Leitung 6 mit der Störgröße 4, die durch die Strommessspule 10 geführt ist, wird mit dem Indize 1 markiert. M_1'2' ist die Koppelinduktivität. Bei einem hochohmigen Abgriff der Störgröße bzw. der Störspannung an der Strommessspule 10 kann der Strom I_2' zu Null gesetzt werden.
Für den Strom ergibt sich: $I_{1} = \frac{V_{2'}}{j ω M_{1' 2'}}$
Für die Einkoppeleinrichtung 20 gilt: Es wird die elektrische Leitung 6 mit dem Indize 1 markiert. Für die Schirmung 26 des elektrischen Leiters 6 gilt der Indize 2 und die Wicklung der Einkoppeleinrichtung, die als induktive Einkoppelspule ausgebildet ist, wird mit dem Indize 3 benannt. Damit gilt allgemein für die Leitung-Spulenkonfiguration: $\begin{array}{l} V_{1} = j ω L_{1} I_{1} + j ω M_{12} I_{2} + j ω M_{13} I_{3} \\ V_{2} = j ω M_{12} I_{1} + j ω L_{2} I_{2} + j ω M_{23} I_{3} \\ V_{3} = j ω M_{13} I_{1} + j ω M_{23} I_{2} + j ω L_{3} I_{3} \end{array}$
Damit Störungen bzw. Störgrößen 4 reduziert minimiert werden, muss bei der in 9 gezeigten Konfiguration der Störstrom bzw. die Störgröße 4 auf dem geschirmten Abschnitt 26 der elektrischen Leitung 6 null sein, $I_{2} \overset{d e f}{=} 0.$
Damit dies erfüllt ist, muss V₂ ≈ 0 werden. Damit ergibt die Berechnung: $\begin{array}{l} V_{1} = j ω L_{1} I_{1} + j ω M_{13} I_{3} \\ O = j ω M_{12} I_{1} + j ω M_{23} I_{3} \\ V_{3} = j ω M_{13} I_{1} + j ω L_{3} I_{3} \end{array}$
Die zweite Gleichung kann damit umgeformt werden: $I_{3} = - \frac{M_{12}}{M_{13}} I_{1}$
Mit dem Ausdruck von der Strommessspule 10 für I₁ erhält man: $I_{3} = - \frac{M_{12}}{j ω M_{23} M_{1' 2'}} V_{2'}$
Diese Transferimpedanz $\frac{M_{22}}{j ω M_{23} M_{1' 2'}} = \frac{1}{j ω L_{s}}$
kann direkt in der abgebildeten Schaltung der Kompensationseinrichtung 12 durch die Wahl der Induktivität L_s berücksichtigt werden.
In 10 ist die aus 9 bekannte aktive Störunterdrückungseinrichtung 2 gezeigt, wobei über den Sensor 10 die Störgröße 4 von dem ungeschirmten Abschnitt 22 einer Mehrzahl elektrischer Leitungen 6 ausgekoppelt und die Kompensationsgröße über die Einkoppeleinrichtung 20 in den geschirmten Abschnitt 26 der Mehrzahl elektrischer Leitungen 6 eingekoppelt wird.
In 11 ist ein denkbares allgemeines Signalflussdiagramme für den Einsatz der aktiven Störunterdrückungseinrichtung zwischen der Störquelle 8 und der Störsenke 36 gezeigt. Der Koppelweg von der Störquelle 8 zur Störsenke 36 kann als Überlagerung aus verschiedenen Koppelwegen dargestellt werden. Aufgrund einer räumlich getrennten Platzierung von Sensor 8, Kompensationseinrichtung 12 und Einkoppeleinrichtung 20 auf der elektrischen Leitung kann der Weg des Koppelsignals bzw. der Störgröße zur Störsenke beliebig sein. Daher ist eine individuelle Einstellung von sowohl Amplitude als auch Phase in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Frequenzband, d.h. die Übertragungsfunktion H des Koppelsignals zur Störquelle, erforderlich. Zur Reduzierung der Störwirkung der Störgröße an der Störsenke gilt: $S' + S'_{K} + N \overset{d e f}{=} N$
Dabei ist S die Störgröße der Störquelle und S'_K das durch den Koppelweg transformierte Signal bzw. die Kompensationsgröße an der Störsenke. Wbezeichnet die gewünschten Nutzsignale an der Störsenke. Daraus ergibt sich eine Dimensionierungsvorschrift für die Kompensationseinrichtung: $H_{Q S} S + H_{K S} S_{K} = 0$
H_QS ist die Übertragungsfunktion von der Störquelle zur Störsenke und H_KS ist die Übertragungsfunktion von der Kompensationseinrichtung zur Störsenke. Rückkopplungen auf das Störquellenverhalten können meist vernachlässigt werden. Mit einer individuellen Anpassung der Übertragungsfunktion in Betrag und Phase kann die Störwirkung an der Senke reduziert werden.
Bezugszeichenliste

2: Aktive Störunterdrückungseinrichtung
4: Störgröße
6: Elektrische Leitung
8: Störquelle
10: Sensor
12: Kompensationseinrichtung
14: Verstärker
16: Phasenschieber
18: Filter
20: Einkoppeleinrichtung
22: Ungeschirmter Abschnitt
24: Gehäuse
26: Geschirmter Abschnitt
28: Mikrocontroller
30: Wicklung
32: Weitere Wicklung
34: Spannungsversorgung
36: Störsenke
38: Stromquelle mit frequenzabhängiger Transferadmittanz

Claims

Aktive Störunterdrückungseinrichtung (2) zur Reduzierung der Störwirkung einer Störquelle (8) an einer einzelnen Störsenke (36), umfassend wenigstens eine elektrische Leitung (6) der Störquelle (8), wobei die elektrische Leitung (6) eine geschirmte elektrische Leitung mit einer inneren elektrischen Leitung umfasst, einen Sensor (10), der eine in einer Störwirkung an der Störsenke (36) zu reduzierende Störgröße (4) der Störquelle (8) von der wenigstens einen elektrischen Leitung (6) erfasst, wobei der Sensor (10) die Störgröße (4) von der inneren elektrischen Leitung erfasst und/oder auskoppelt, eine Kompensationseinrichtung (12) zur Erzeugung einer Kompensationsgröße, aufweisend einen Verstärker (14), der dazu eingerichtet ist, eine Amplitude der von dem Sensor (10) erfassten Störgröße (4) in Bezug auf die Störwirkung der Störgröße (4) an der Störsenke (36) anzupassen, dass die Störwirkung an der Störsenke (36) reduziert ist, und einen Phasenschieber (16), der dazu eingerichtet ist, eine Phase der von dem Sensor (10) erfassten Störgröße (4) in Bezug auf die Störwirkung der Störgröße (4) an der Störsenke (36) anzupassen, dass die Störwirkung an der Störsenke (36) reduziert ist, wobei die Kompensationsgröße die durch den Verstärker angepasste Störgröße (4) und die von dem Phasenschieber angepasste Störgröße (4) umfasst, und eine Einkoppeleinrichtung (20), die dazu eingerichtet ist, die Kompensationsgröße in einen geschirmten Abschnitt (26) der wenigstens einen geschirmten elektrischen Leitung (6) einzukoppeln, wobei die Einkoppeleinrichtung (20) eine Einkoppelspule umfasst, wobei die Einkoppeleinrichtung (20) derart eingerichtet ist, die Kompensationsgröße mittels der Einkoppelspule in den geschirmten Abschnitt (26) der elektrischen Leitung (6) einzukoppeln.
Störunterdrückungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinrichtung (12) derart eingerichtet ist, die Kompensationsgröße in den geschirmten Abschnitt (26) der wenigstens einen geschirmten elektrischen Leitung (6) und die Störsenke (36) einzukoppeln.
Störunterdrückungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinrichtung (12) wenigstens einen Filter (18), vorzugsweise einen Hochpassfilter und/oder einen Bandpassfilter, umfasst, um die Störgröße (4) und/oder die Kompensationsgröße an einen zu schützenden Frequenzbereich der Störsenke (36) anzupassen.
Störunterdrückungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkoppeleinrichtung (20) eine induktive Einkoppeleinrichtung ist, die vorzugsweise als kernlose oder kernbehaftete Spule oder als eine einzelne Leiterschleife ausgebildet ist.
Störunterdrückungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) als induktiver Sensor mit einer kernbehafteten Spule ausgebildet ist und/oder die Einkoppeleinrichtung (20) als induktive Einkoppeleinrichtung mit einer kernbehafteten Spule ausgebildet ist, wobei der Kern der kernbehafteten Spule des Sensors (10) und/oder der Einkoppeleinrichtung (20) teilbar, vorzugsweise zweistückig, ausgebildet ist.
Störunterdrückungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen mit der Störsenke (36) verbundenen Mikrocontroller (28), der eine Vielzahl von Parametern zum Einstellen des Verstärkers (14) und/oder des Phasenschiebers (16) und/oder des wenigstens einen Filters (18) aufweist, und der Verstärker (14) und/oder der Phasenschieber (16) und/oder der Filter (18) über die Vielzahl der Parameter einstellbar ist.
Störunterdrückungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker (14) und/oder der Phasenschieber (16) als eine über den Sensor (10) spannungsgesteuerte Stromquelle mit frequenzabhängiger Transferadmittanz (38) ausgebildet ist.
Störunterdrückungseinrichtung nach eine der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) und die Einkoppeleinrichtung (20) einstückig ausgebildet sind.
Störunterdrückungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) eine weitere Wicklung (30) zum Abgreifen einer Versorgungsspannung (34) für die Kompensationseinrichtung (12) aufweist.
Verwendung einer aktiven Störunterdrückungseinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Kraftfahrzeug oder einer Industrieanlage.
Verfahren zur aktiven Störunterdrückung, umfassend die Schritte: Erfassen einer in einer Störwirkung an einer Störsenke (36) zu reduzierenden Störgröße (4) einer Störquelle (8), die wenigstens eine geschirmte elektrische Leitung (6) mit einer inneren Leitung aufweist, wobei die Störwirkung (4) von der inneren Leitung erfasst wird; Anpassen einer Amplitude der von dem Sensor (10) erfassten Störgröße (4) in Bezug auf die Störwirkung der Störgröße (4) an der Störsenke (36), dass die Störwirkung an der Störsenke (36) reduziert wird, und Anpassen einer Phase der von dem Sensor (10) erfassten Störgröße (4) in Bezug auf die Störwirkung der Störgröße (4) an der Störsenke (36), dass die Störwirkung an der Störsenke (36) reduziert wird; Erzeugen einer Kompensationsgröße, wobei die Kompensationsgröße die in Amplitude und Phase angepasste Störgröße (4) aufweist, dass die Störwirkung der Störgröße (4) an der Störsenke (36) reduziert wird; Einkoppeln der Kompensationsgröße in einen geschirmten Abschnitt (26) der wenigstens einen geschirmten elektrischen Leitung (6) mittels einer Einkoppeleinrichtung (20), wobei die Einkoppeleinrichtung (20) eine Einkoppelspule umfasst und das Einkoppeln der Kompensationsgröße mittels der Einkoppelspule erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Einkoppelns der Kompensationsgröße in einen geschirmten Abschnitt (26) der wenigstens einen geschirmten elektrischen Leitung (6) mittels einer Einkoppeleinrichtung (20), den Schritt des Einkoppelns der Kompensationsgröße in die Störsenke (36) umfasst.