DE102022104619B3

DE102022104619B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Unterdrücken eines elektromagnetischen Störsignals in einem leistungselektronischen System

Info

Publication number: DE102022104619B3
Application number: DE102022104619.2A
Authority: DE
Inventors: Jens Aigner; Tobias Dörlemann; Stephan Frei
Original assignee: Technische Univ Dortmund Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts; Technische Universitaet Dortmund Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts
Current assignee: Technische Univ Dortmund Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts; Technische Universitaet Dortmund Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts
Priority date: 2022-02-25
Filing date: 2022-02-25
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2042-02-26
Also published as: WO2023161225A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterdrücken eines Störsignals (4, 4.1) mittels eines Gegenstörsystems (16), wobei zwischen dem Gegenstörsystem (16) und einem leistungselektronischen System (8) ein Übertragungspfad (17) besteht, aufweisend die Schritte a) Erfassen eines vorliegenden Störsignals (4, 4.1), b) Identifizieren mehrerer störungsrelevanter Frequenzen (f1, f2, f3), c) Ermitteln einer Übertragungsfunktion des Übertragungspfads (17) je störungsrelevanter Frequenz (f1, f2, f3), d) Synthese (22.1, ..., 22.n) eines schmalbandigen Gegenstörsignals je störungsrelevanter Frequenz (f1, f2, f3), e) Ermitteln (23.1, ..., 23.m) des Einflusses des Gegenstörsignals auf das Störsignal (4, 4.1) anhand der Übertragungsfunktion je störungsrelevanter Frequenz (f1, f2, f3), wobei die Synthese (22.1, ..., 22.n) kaskadiert durchgeführt wird, wobei die Synthese (22.1, ..., 22.n) anhand der Summe aus dem Störsignal (4, 4.1) und den Einflüssen aller vorhergehend synthetisierten Gegenstörsignale auf das Störsignal (4, 4.1) erfolgt, und wobei die Gegenstörsignale zu einem Gesamtgegenstörsignal (21, 21.1) aufsummiert werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Störsignalunterdrückung bei leistungselektronischen Systemen wie etwa periodisch getakteten Wechselrichtern. Insbesondere betrifft die Erfindung ein auf die Unterdrückung solcher Störsignale gerichtetes Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ausführen eines solchen Verfahrens.
Hintergrund der Erfindung
Leistungselektronische Systeme können aufgrund der zugrundeliegenden hochfrequenten Schaltvorgänge erhebliche elektromagnetische Störsignale verursachen, die beispielsweise in der Nähe des Systems befindliche andere Systeme negativ beeinflussen können.
Derartigen Störsignalen wird im Stand der Technik durch passive Filter und Schirmgehäuse entgegengewirkt, welche jedoch groß, schwer und teuer sind. Zur Verkleinerung dieser Komponenten haben sich bereits aktive Filter (engl. active EMI filters) etabliert. Bei diesem Verfahren werden Analog- oder Digitalschaltungen eingebracht, die die Störungen aufnehmen, umformen und zurück in das System injizieren. Dabei wird eine destruktive Interferenz zwischen den Störungen und Gegenstörungen angestrebt, um die Störemission zu reduzieren. Bisherige aktive Filter verwenden analoge Schaltungstechnik in gesteuerten oder geregelten Strukturen (Feedforward- und Feedback-Typen). Das Gegenstörsignal wird dabei direkt aus einer gemessenen Größe gewonnen. Die erzielbare Störunterdrückung ist bei diesen Ansätzen aufgrund der Zeitkonstanten der Sensoren, der Injektoren und der Verstärker, aufgrund von Verzögerungen und Abschwächungen durch Signallaufzeiten und aufgrund von begrenzten, frequenzabhängigen Verstärkungsfaktoren eingeschränkt.
Im Stand der Technik wird weiterhin der Einsatz von synthetisierten Gegenstörsignalen vorgeschlagen. Handelt es sich um Störungen, die über einen ausreichenden Zeitraum hinweg periodisch sind, treten im Störsignal stabile Harmonische sowie gegebenenfalls Seitenbandharmonische im Frequenzbereich auf. Zur Unterdrückung von diesen Harmonischen und Seitenbandharmonischen kann ein jeweiliges Sinussignal erzeugt werden, welches in Amplitude und Phase so eingestellt wird, dass es zu einer vollständigen destruktiven Interferenz kommt. Verzögerungszeiten bei der Injektion können dabei durch Phasendrehungen kompensiert werden. Im Vergleich zu aktiven Filtern können verzögerte Signalpfade also systematisch kompensiert werden, wodurch die Effektivität der Entstörung erheblich verbessert werden kann. Durch eine Überlagerung der gefundenen Sinussignale kann ein breitbandiges Gegenstörsignal erzeugt werden.
Die Druckschrift DE 10 2018 001 051 A1 beschreibt ein Verfahren zur Reduktion eines elektromagnetischen Störsignals einer durch ein mit einer Frequenz getaktet angesteuertes elektronisches System gebildeten Störquelle durch aktive Gegenkopplung. Hierfür werden für eine beliebige, zumindest eine einzige Harmonische umfassende Auswahl von Harmonischen der getakteten Ansteuerung jeweils Sinussignale mit der Frequenz der jeweiligen Harmonischen synthetisiert, welche jeweils in ihren Amplituden und Phasenlagen so eingestellt werden, dass es durch Überlagerung eines durch die Sinussignale gebildeten Gegenstörungssignals mit dem Störsignal an einer ausgewählten Referenzmessstelle durch destruktive Interferenzen zu einer weitgehenden Auslöschung der jeweiligen Frequenzkomponenten des elektromagnetischen Störsignals kommt.
Aus der DE 10 2018 008 224 A1 ist eine Vorrichtung zur Stabilisierung von elektrischen Netzen durch ein System zur Beeinflussung des elektrischen Energieverbrauchs größerer Verbraucher bekannt, z. B. zur Ladung von Elektrofahrzeugen, umfassend ein Anschlussnetzwerk, ein ausgleichendes, aktives Netzwerk und ein benachbartes, passives Netzwerk, wobei höherfrequente Messeinrichtungen für alle auftretenden Spannungen und Ströme vorgesehen sind. Dabei ist vorgesehen, dass die zeitlich variablen Energieaufnahme im ausgleichenden, aktive Netzwerk derart modifiziert wird, dass durch die Kombination mit der ermittelten Impedanz von angeschlossenen Energieverbrauchern Netzrückwirkungen gemindert oder Netzstörungen ausgeglichen werden, wobei eine Mess- und Analysevorrichtung zum Messen und Analysieren eines zeitlichen Verlaufs von Spannungen und Strömen einer Versorgung im Anschlussnetzwerk und zur Charakterisierung der umgebenden Netzwerke vorgesehen ist, wobei ein Rechenwerk zur Ermittlung eines Korrektursignals vorgesehen ist, wobei eine Modifikationsvorrichtung zur Modifikation eines Stellsignals für einen Leistungssteller vorgesehen ist, wobei ein Leistungssteller vorgesehen ist, der eine Energieversorgung mit einem Energieverbraucher verbindet und wobei eine bidirektionale Übertragungsvorrichtung zur Übertragung von Zielparametern und Störungsmeldungen vorgesehen ist, welche mit einem Netzanschluss verbunden ist und mit dem Rechenwerk bidirektional verbunden ist.
Beschreibung der Erfindung
Es ist ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bekannte Vorrichtungen und Verfahren zur Reduktion eines elektromagnetischen Störsignals weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Hauptansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Sofern technisch möglich, können die Lehren der Unteransprüche beliebig mit den Lehren der Haupt- und Unteransprüche kombiniert werden.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Unterdrücken eines elektromagnetischen Störsignals in einem leistungselektronischen System mittels eines digitalen Gegenstörsystems, wobei zwischen dem Gegenstörsystem und dem leistungselektronischen System ein Übertragungspfad besteht, das Verfahren aufweisend die Schritte

a) Erfassen eines an dem Gegenstörsystem vorliegenden Störsignals,
b) Identifizieren mehrerer störungsrelevanter Frequenzen in dem erfassten Störsignal,
c) Ermitteln einer Übertragungsfunktion des Übertragungspfads je störungsrelevanter Frequenz,
d) Synthese eines schmalbandigen Gegenstörsignals je störungsrelevanter Frequenz,
e) Ermitteln des Einflusses des Gegenstörsignals auf das Störsignal anhand der Übertragungsfunktion je störungsrelevanter Frequenz,

Es ist bevorzugt, dass die Reihenfolge von Verfahrensschritten, soweit nicht technisch in einer expliziten Reihenfolge erforderlich, variiert werden kann. Besonders bevorzugt ist jedoch die vorgenannte Reihenfolge der Verfahrensschritte.
Nachfolgend werden vorteilige Aspekte der beanspruchten Erfindung erläutert und weiter nachfolgend bevorzugte modifizierte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Erläuterungen, insbesondere zu Vorteilen und Definitionen von Merkmalen, sind dem Grunde nach beschreibende und bevorzugte, jedoch nicht limitierende Beispiele. Sofern eine Erläuterung limitierend ist, wird dies ausdrücklich erwähnt.
Leistungselektronische Systeme können beispielsweise Wechselrichter sein bzw. solche Wechselrichter umfassen. Dabei weisen derartige Systeme beispielsweise hochfrequent schaltende Leitungshalbleiter auf, die Störsignale erzeugen, wobei ein Störsignal insbesondere bei der Taktfrequenz und bei zu der Taktfrequenz Harmonischen ausgeprägt ist. Werden derartige leistungselektronische Systeme periodisch getaktet, beispielsweise mittels Pulsweitenmodulation (PWM), insbesondere mittels Sinus-Pulsweitenmodulation (SPWM) oder weisen Leistungsfaktorkorrekturfilter auf, so treten neben der Taktfrequenz und den Harmonischen noch Seitenbandharmonische auf.
Als Übertragungspfad wird eine Schaltung von Bauteilen verstanden, die zur insbesondere wechselseitigen Signalübertragung zwischen dem leistungselektronischen System und dem Gegenstörsystem ausgebildet ist. Insbesondere weist ein solcher Übertragungspfad einen ersten Teilpfad zum Erfassen eines Störsignals an dem leistungselektronischen System, Umwandeln des erfassten Störsignals beispielsweise in einem analog-digital-Wandler (A/D-Wandler) und zum Übertragen des Signals zu dem Gegenstörsystem bzw. zum Einkoppeln des Signals an dem Gegenstörsystem auf. Der Übertragungspfad weist dann weiterhin einen zweiten Teilpfad zum Übertragen eines Gegenstörsignals von dem Gegenstörsystem zu dem leistungselektrischen System auf, etwa mit Mitteln zum Umwandeln des Gegenstörsignals beispielsweise in einem digital-analog-Wandler (D/A-Wandler) sowie mit Mitteln zum Einkoppeln des Gegenstörsignals in dem leistungselektronischen System. Dabei nehmen die Komponenten des Übertragungspfads bei der Übertragung und/oder der Wandlung des Störsignals sowie bei der Übertragung und/oder der Wandlung des Gegenstörsignals Einfluss auf die Amplituden und die Phasen der Signale, wobei dieser Einfluss mathematisch durch die Übertragungsfunktion beschrieben werden kann. Der Übertragungspfad, bzw. die Übertragungsfunktion umfasst auch einen Einfluss, den das Gegenstörsystem selbst auf die verarbeiteten Signale nimmt, sowie einen Einfluss, den das leistungselektronische System auf die verarbeiteten Signale nimmt, wobei diese Einflüsse jeweils rein definitorisch wahlweise dem ersten oder zweiten Teilpfad oder beiden Teilpfaden teilweise oder keinem der Teilpfade zugeordnet sein können. Insbesondere wird durch den Übertragungspfad die Amplitude der Signale um einen Faktor α verändert und die Phase um einen Betrag Δφ verschoben. Insofern der Einfluss des Gegenstörsignals auf das Störsignal anhand der Übertragungsfunktion je störungsrelevanter Frequenz ermittelt wird, wird der Einfluss des gesamten Übertragungspfads mit beiden Teilpfaden ermittelt, also der Einfluss des von dem Gegenstörsystem ausgesandten Gegenstörsignals auf das daraufhin wiederum vom Gegenstörsystem erfasste Reststörsignal.
Insofern ein Störsignal erfasst wird, wird es insbesondere mittels eines analogen Sensors erfasst, also gemessen. Das Störsignal kann auch anderweitig direkt oder indirekt erfasst werden. Bei einem analogen Sensor ist bevorzugt ein A/D-Wandler zwischen dem Sensor und dem Gegenstörsystem in dem Übertragungspfad vorgesehen.
Das Identifizieren der störungsrelevanten Frequenzen erfolgt insbesondere mit Hilfe einer Fourier-Analyse und Mitteln zu deren Auswertung. Insbesondere erfolgt das Identifizieren mittels des Gegenstörsystems. Als störungsrelevant wird eine Frequenz beispielsweise dann erkannt, wenn bei dieser Frequenz eine Amplitude vorliegt, die oberhalb eines Schwellwerts liegt. Beispielsweise liegt die Frequenz oberhalb eines Grenzwerts, aus dem sich schließen lässt, dass die Amplitude zu einer Störung eines anderen, beispielsweise benachbarten Systems führen kann oder könnte. Es kann ferner auch vorgesehen werden, dass nur eine bestimmte Anzahl oder ein bestimmter Anteil aus den störungsrelevanten Frequenzen ausgewählt und in dem weiteren Verfahren berücksichtigt wird.
Das Ermitteln einer Übertragungsfunktion kann beispielsweise mittels Schätzung, mittels Berechnung oder anhand eines Testsignals mittels Optimierungsverfahren erfolgen. Insbesondere können zum Ermitteln der Übertragungsfunktion numerische Rechenmethoden verwendet werden. Die Übertragungsfunktionen unterscheiden sich dabei je Frequenz und werden daher bevorzugt für jede identifizierte störungsrelevante Frequenz separat voneinander ermittelt.
Mittels des vorgenannten Verfahrens ist vorteilhaft ein besonders gut auf das Störsignal abgestimmtes Gesamtgegenstörsignal zu erreichen, das zur Unterdrückung eines Störsignals in einem breiten Frequenzband geeignet ist. Insbesondere werden einzelne Frequenzen des Störsignals nicht übermäßig, also über die Amplitude des Störsignals hinaus, abgesenkt, da die einzelnen Gegenstörsignale abhängig von ihrem jeweiligen Einfluss auf das leistungselektronische System erzeugt werden, so dass sich das Störsignal und das Gesamtgegenstörsignal möglichst exakt auslöschen. Bei der Identifikation der störungsrelevanten Frequenzen ist das Verfahren zudem gänzlich unabhängig davon, ob diese störungsrelevanten Frequenzen miteinander in einem Zusammenhang stehen, oder ob diese Frequenzen mehr oder weniger weit voneinander im Frequenzband beabstandet sind. Eine Identifikation ist über ein beliebig weites Frequenzband möglich. Insbesondere ist mittels des Verfahrens eine Auslöschung einer Taktfrequenz, mehrerer zu der Taktfrequenz Harmonischen und mehreren Seitenbandharmonischen breitbandig zu erreichen. Das Verfahren ist damit für leistungselektronische Systeme, die mittels Pulsweitenmodulation angesteuert werden, besonders gut zur Unterdrückung von Störsignalen geeignet.
Weiterhin besteht durch das Ermitteln des Einflusses des Gegenstörsignals auf das Störsignal anhand der Übertragungsfunktion je störungsrelevanter Frequenz eine präzise Vorhersage, wie das Gegenstörsignal an dem leistungselektronischen System ankommt bzw. wie das durch das Gegenstörsignal beeinflusste Störsignal wiederum an dem Gegenstörsystem ankommt, sodass die kaskadenabwärts synthetisierten Gegenstörsignale besonders präzise synthetisiert werden können. Der Einfluss des Übertragungspfads wird also bei der Synthese der Gegenstörsignale fortlaufend prädiktiv berücksichtigt. Mit anderen Worten wird nach der Synthese eines Gegenstörsignals der Einfluss des Gegenstörsignals auf das durch das Gegenstörsystem tatsächlich erfasste Störsignal ermittelt. Mit zunehmend genauer Ermittlung der Übertragungsfunktion wird ein zunehmend präzises Gegenstörsignal je störungsrelevanter Frequenz bzw. im Ergebnis ein zunehmend präzises Gesamtgegenstörsignal erreicht. Ein jeweils synthetisiertes Gegenstörsignal wird dabei nicht tatsächlich in das leistungselektronische System eingekoppelt, um den Einfluss auf das Störsignal zu ermitteln, sondern dies geschieht rechnerisch anhand der Übertragungsfunktion. Es kann insofern von einer Pseudo-Kaskade gesprochen werden, von der erst das Ergebnis - also das Gesamtgegenstörsignal - tatsächlich in das leistungselektronische System eingekoppelt wird.
Neben dem Einfluss der Übertragungsfunktion bzw. des Übertragungspfads auf ein jeweiliges Gegenstörsignal können auch je Gegenstörsignal oder bezogen auf das Gesamtgegenstörsignal weitere Einflüsse berücksichtigt werden, wie beispielsweise die Geschwindigkeit der Adaption der beteiligten elektrischen Bauteile bei der Synthese der Gegenstörsignale.
Bevorzugt wird das Verfahren wiederholt als Regelverfahren zum Minimieren des Störsignals zumindest aufweisend die Schritte a), d) und e) durchgeführt. Das Verfahren wird also schleifenförmig wiederholt, wobei auf ein erneutes Identifizieren von störungsrelevanten Frequenzen und ein Ermitteln einer Übertragungsfunktion je störungsrelevanter Frequenz jedenfalls solange verzichtet werden kann, wie sich die störungsrelevanten Frequenzen nicht ändern, was insbesondere so lange der Fall ist, wie sich das Erregersignal des leistungselektronischen Systems in seinem Frequenzverlauf nicht verändert. Innerhalb des schleifenförmig ausgeführten Regelverfahrens adaptiert sich das Verfahren selbst auf sich ändernde Amplituden sowie die jeweilige Phase des Störsignals je störungsrelevanter Frequenz und bildet ein mit dem Störsignal interferierendes Gegenstörsignal. Insofern das synthetisierte Gesamtgegenstörsignal im Verlauf des Regelverfahrens noch nicht zu einer vollständigen Auslöschung des Störsignals führt, liegt an dem Eingang der Synthesekaskade eine Reststörung vor, die zu einer entsprechenden veränderten Synthese der Gegenstörsignale führt, sodass das Gesamtgegenstörsignal letztlich hin zu einer gänzlichen Auslöschung des Störsignals adaptiert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Übertragungsfunktion des Übertragungspfads je störungsrelevanter Frequenz zumindest eine Amplitudenänderungen α und eine Phasenverschiebung Δφ. Auf diese Weise lässt sich die tatsächliche Veränderung des Störsignals in dem leistungselektronischen System durch das jeweils erzeugte Gegenstörsignal sowie das wiederum folgende Erfassen des resultierenden Störsignals durch das Gegenstörsystem mathematisch ausreichend genau abbilden, um zu einer präzisen Ermittlung des Einflusses des Übertragungspfads auf das Gegenstörsignal sowie das Störsignal zu gelangen. Dabei wird die Beeinflussung der Signale durch den Übertragungspfad sowohl von dem Gegenstörsystem zu dem leistungselektronischen System als auch von dem leistungselektronischen System zu dem Gegenstörsystem durch die Übertragungsfunktion berücksichtigt.
Besonders bevorzugt erzeugt das Gegenstörsystem zum Ermitteln der Übertragungsfunktion des Übertragungspfads je störungsrelevanter Frequenz ein harmonisches Testsignal und die Übertragungsfunktion wird anhand des Testsignals der störungsrelevanten Frequenz ermittelt. Dabei ist das Gegenstörsystem dazu eingerichtet, statt des komplexen breitbandigen Gegenstörsignals ein harmonisches Testsignal genau einer Frequenz gleichzeitig zu erzeugen. Je störungsrelevanter Frequenz wird dann anhand eines harmonischen Testsignals dieser Frequenz die zugeordnete Übertragungsfunktion ermittelt. Dazu werden die Parameter der Übertragungsfunktion beispielsweise mittels des Testsignals iterativ ermittelt und dabei so eingestellt, dass ein von der Übertragungsfunktion abhängiges Gegenstörsignal zum gänzlichen und präzisen Auslöschen des Testsignals erzielt wird. Bevorzugt wird die Übertragungsfunktion mittels einer Least-Mean-Square-Methode (LMS-Methode) anhand des Testsignals ermittelt, welche ein besonders stabiles und mathematisch einfaches iteratives Verfahren darstellt.
Zum iterativen Ermitteln der Übertragungsfunktion wird die Übertragungsfunktion bevorzugt als Orthogonalsystem in Abhängigkeit von Gewichtungsvariablen s₀, s₁, aus denen dann die zu ermittelnden Parameter errechnet werden können, umgeformt. Ausgehend von einer Übertragungsfunktion H(f_k) bei einer störungsrelevanten Frequenz f_k, die sich wie folgt darstellen lässt $F (sin (2 π f_{k} t)) \cdot H (f_{k}) = F (α \cdot sin (2 π f_{k} (t - Δ t)))$
kann mittels des Additionstheorems das Signal als Überlagerung von gewichteten Kosinus- und Sinussignalen dargestellt werden. $α \cdot sin (2 π f_{k} (t - Δ t)) = s_{0} \cdot sin (2 π f_{k} t) - s_{1} \cdot cos (2 π f_{k} t)$
Es ergeben sich dann die Gewichtungsvariablen s₀, s₁ zu $s_{0} = α \cdot cos (2 π f_{k} Δ t)$
$s_{1} = α \cdot sin (2 π f_{k} Δ t)$
Die Amplitudenänderung α sowie die Phasenverschiebung Δφ = 2πf_kΔt mit Δt als der Zeitverschiebung beim Durchlaufen des Übertragungspfads lassen sich dann bei bekannten Gewichtungsvariablen s₀, s₁ wie folgt berechnen. $Δ t = \frac{1}{2 π f_{k}} t a n^{- 1} (s_{1} / s_{0})$
$α = \frac{s_{0}}{cos (2 π f_{k} Δ t)}$
Dabei bilden die Terme sin(2πf_kt) und cos(2πf_kt) aufgrund ihrer Phasenverschiebung um 90° zueinander das genannte Orthogonalsystem. Durch iterative Optimierung der Gewichtungsvariablen s₀, s₁, insbesondere mittels einer Least-Mean-Square-Methode, anhand des Testsignals können demnach frequenzspezifisch die Amplitudenänderung α sowie die Phasenverschiebung Δφ der Übertragungsfunktion ermittelt werden. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der folgenden Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Synthese der schmalbandigen Gegenstörsignale je störungsrelevanter Frequenz anhand einer Least-Mean-Square-Methode. Beispielsweise erfolgt die Synthese anhand einer Filtered-X-Least-Mean-Square-Methode (FxLMS-Methode), wie sie in der folgenden Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert ist. Besonders bevorzugt erfolgt dabei die Synthese eines jeweiligen schmalbandigen Gegenstörsignals derart adaptiert, dass bei seinem Einfluss auf das Störsignal bereits der Einfluss des Übertragungspfads mitberücksichtigt ist.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Ermitteln einer Übertragungsfunktion des Übertragungspfads bei einer störungsrelevanten Frequenz für ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

- wobei die Übertragungsfunktion zumindest eine Amplitudenänderungen und eine Phasenverschiebung umfasst, und
- wobei das Gegenstörsystem zum Ermitteln der Übertragungsfunktion des Übertragungspfads je störungsrelevanter Frequenz ein harmonisches Testsignal erzeugt und die Übertragungsfunktion mittels einer Least-Mean-Square-Methode anhand des Testsignals der störungsrelevanten Frequenz ermittelt wird.

Ein solches Verfahren wurde vorstehend bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren zum Unterdrücken eines elektromagnetischen Störsignals in einem leistungselektronischen System beschrieben und weist die ebenfalls bereits beschriebenen Vorteile entsprechend auf. Insbesondere kann mit einem solchen Verfahren eine Übertragungsfunktion ausreichend genau ermittelt werden, um anhand der ermittelten Übertragungsfunktion in präziser Weise einen Einfluss eines Gegenstörsignals auf ein Störsignal zu ermitteln. Mittels einer so ermittelten Übertragungsfunktion je störungsrelevanter Frequenz kann dann in einem vorbeschriebenen Verfahren ein sehr genau auf das Störsignal abgestimmtes Gesamtgegenstörsignal erreicht werden.
Besonders bevorzugt ist dabei die Least-Mean-Square-Methode auf die Optimierung von Gewichtungsvariablen s₀, s₁ eines den Zusammenhang zwischen der Amplitudenänderungen α und der Phasenverschiebung Δφ beschreibenden Orthogonalsystems gerichtet.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zum Unterdrücken von elektromagnetischen Störsignalen in einem leistungselektronischen System, aufweisend ein digitales Gegenstörsystem und einen zwischen dem Gegenstörsystem und dem leistungselektronischen System ausgebildeten Übertragungspfad, wobei das Gegenstörsystem zum Ausführen eines vorbeschriebenen Verfahrens zum Unterdrücken eines elektromagnetischen Störsignals in einem leistungselektronischen System ausgebildet ist. Durch die Vorrichtung lassen sich die bezüglich des Verfahrens vorbeschriebenen Vorteile entsprechend erreichen. Insbesondere ist ein besonders präzises Gesamtgegenstörsignal erzeugbar und in das leistungselektronische System einkoppelbar, mittels dem das in dem leistungselektronischen System vorliegende Störsignal weitestgehend genau ausgelöscht werden kann.
In einer Ausführungsform der Vorrichtung weist der Übertragungspfad einen ersten Teilpfad zum Übertragen eines Signals von dem leistungselektronischen System zu dem Gegenstörsystem und einen zweiten Teilpfad zum Übertragen eines Signals von dem Gegenstörsystem zu dem leistungselektronischen System auf. Eine Übertragungsfunktion wird dann für den gesamten Übertragungspfad, also für die Summe aus ersten Teilpfad und zweitem Teilpfad beschrieben. Der Übertragungspfad bzw. die Übertragungsfunktion umfasst weiterhin auch die Beeinflussung der Signale durch das Gegenstörsystem selbst sowie durch das leistungselektronische System.
In einer Ausgestaltung weist der Übertragungspfad zumindest einen D/A-Wandler, zumindest einen Injektor zum Einkoppeln des Gesamtgegenstörsignals in das leistungselektronische System, zumindest einen Sensor zum Messen des in dem leistungselektronischen System vorliegenden Störsignals und zumindest einen A/D-Wandler auf. Der Übertragungspfad ist also dazu eingerichtet, ein an dem leistungselektronischen System analog gemessenes Störsignal zu einem digitalen Signal zu wandeln und an das Gegenstörsystem zu übertragen und dazu, ein digitales Gesamtgegenstörsignal in ein analoges Gesamtgegenstörsignal zu wandeln und in das leistungselektronische System einzukoppeln.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Gegenstörsystem dazu eingerichtet, je störungsrelevanter Frequenz anhand des harmonischen Testsignals die Übertragungsfunktion je störungsrelevanter Frequenz zu ermitteln.
In noch einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gegenstörsystem als Field Programmable Gate Array (FPGA), DSP oder Microcontroller in Verbindung mit Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandlern ausgebildet.
Figurenliste
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Formulierung Figur ist in den Zeichnungen mit Fig. abgekürzt.
In den Zeichnungen zeigen

1 eine grafische Darstellung eines mittels Pulsweitenmodulation erzeugten Erregersignals bei einem leistungselektronischen System;
2 eine grafische Darstellung eines Störsignals eines leistungselektronischen Systems;
3 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Ausführen eines Verfahrens zum Unterdrücken eines elektromagnetischen Störsignals in einem leistungselektronischen System gemäß einem Aspekt der Erfindung;
4 ein Verfahrensschaubild zur Darstellung eines Verfahrens zum Unterdrücken eines elektromagnetischen Störsignals in einem leistungselektronischen System gemäß einem Aspekt der Erfindung;
5 eine grafische Darstellung eines Reststörspektrums, das sich aus einer Überlagerung eines Störsignals und eines gemäß 4 erzeugten Gesamtgegenstörsignals ergibt;
6 eine weitere grafische Darstellung eines Reststörspektrums, das sich aus einer Überlagerung eines Störsignals und eines gemäß 4 erzeugten Gesamtgegenstörsignals ergibt;
7 ein Verfahrensschaubild zur Darstellung eines Verfahrens zum Ermitteln einer Übertragungsfunktion des Übertragungspfads; und
8 eine Verfahrensschaubild zur Darstellung eines Verfahrens zum Ermitteln einer Übertragungsfunktion des Übertragungspfads sowie eines abgewandelten Verfahrens zum Unterdrücken eines elektromagnetischen Störsignals bei einem leistungselektronischen System bei nur einer einzelnen Frequenz.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbespiele
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind lediglich Beispiele, die im Rahmen der Ansprüche auf vielfältige Weise modifiziert und/oder ergänzt werden können. Jedes Merkmal, das für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben wird, kann eigenständig oder in Kombination mit anderen Merkmalen in einem beliebigen anderen Ausführungsbeispiel genutzt werden. Jedes Merkmal, das für ein Ausführungsbeispiel einer bestimmten Anspruchskategorie beschrieben wird, kann auch in entsprechender Weise in einem Ausführungsbeispiel einer anderen Anspruchskategorie eingesetzt werden.
1 zeigt in einem unteren Diagramm ein Erregersignal 1 für ein leistungselektronisches System, das durch eine in einem oberen Diagramm dargestellte Pulsweitenmodulation erzeugt wird. Bei der Pulsweitenmodulation wird ein Sinussignal 2 mit einem Sägezahnsignal 3 überlagert, wobei anhand des Vergleichs des Sinussignals 2 und des Sägezahnsignals 3 zwischen zwei Zuständen gewechselt wird, die das aus Rechteckpulsen ausgebildete Erregersignal 1 ergeben. Durch die Überlagerung ergibt sich das Erregersignal 1 mit unterschiedlichen Pulsweiten, die sich mit der Frequenz f_ref des Sinussignals 2 periodisch wiederholen. Die eigentliche Pulsfrequenz ist dabei die Frequenz f_PWM des Sägezahnsignals 3.
Das in 1 dargestellte Erregersignal 2 erzeugt über ein breites Frequenzspektrum ein in 2 dargestelltes Störsignal 4. Das Störsignal 4 weist bei der Pulsfrequenz f_PWM sowie bei Harmonischen 2·f_PWM, 3·f_PWM, ..., 10·f_PWM signifikante Amplitudenspitzen 5 auf, wie in einem oberen Diagramm der 2 dargestellt ist. Eine in einem unteren Diagramm der 2 dargestellte Detailansicht zeigt zudem, dass unmittelbar benachbart zu der Pulsfrequenz f_PWM sowie den Harmonischen 2·f_PWM, 3·f_PWM, ..., 10·f_PWM bei Seitenbandharmonischen ebenfalls signifikante Amplitudenspitzen 6 in dem Störsignal 4 ausgebildet sind, hier am Beispiel der Harmonischen 10·f_PWM. Die bei den Seitenbandharmonischen ausgebildeten Amplitudenspitzen 6 entstehen durch die Pulsweitenmodulation bzw. die unterschiedlichen Pulsweiten bei dem Erregersignal 1. Die Amplitude ist in der 2 in beiden Diagrammen logarithmisch auf der y-Achse abgetragen.
3 zeigt eine Vorrichtung 7 zum Ausführen eines Verfahrens zum Unterdrücken des vorbeschriebenen Störsignals 4. Die Vorrichtung 7 ist an einem leistungselektronischen System 8 angeordnet, das im Wesentlichen aus einem Wechselrichter 10 gebildet ist, der mit einer Last 11 und einer Gleichstromquelle 12 verbunden ist. Zwischen dem Wechselrichter 10 und der Gleichstromquelle 12 greift die Vorrichtung 7 an und weist einen Sensor 14 zum Messen des in dem leistungselektronischen System 8 vorliegenden Störsignals 4 auf. Die Vorrichtung weist weiterhin einen A/D-Wandler 15 auf, mittels dem das von dem Sensor 14 erfasste Signal gewandelt wird, um es einem digitalen Gegenstörsystem 16 bereitzustellen. Der Sensor 14 und der A/D-Wandler 15 bilden einen ersten Teilpfad 17.1. Die Vorrichtung 7 weist weiterhin einen D/A-Wandler 18 auf, mittels dem ein von dem Gegenstörsystem 16 erzeugtes digitales Gesamtgegenstörsignal in ein analoges Gesamtgegenstörsignal gewandelt wird, um es mittels einem Injektor 19 in das leitungselektronische System 8 einzukoppeln. Der D/A-Wandler 18 und der Injektor 19 bilden zusammen einen zweiten Teilpfad 17.2.
Der erste Teilpfad 17.1 und der zweite Teilpfad 17.2, sowie das Gegenstörsystem 16 und der zwischen Injektor 19 und Sensor 14 liegende Teil des leistungselektronischen Systems 8 bilden zusammen einen Übertragungspfad 17, den Signalen in der Vorrichtung 7 zwischen Gegenstörsystem 16 und leistungselektronischen System 8 durchlaufen. Der Übertragungspfad 17 nimmt dabei auf die ihn durchlaufenden Signale dahingehend Einfluss, dass deren Amplituden und Phasen um Beträge α, Δφ verändert werden.
4 zeigt ein Verfahren zum Unterdrücken eines vorbeschriebenen Störsignals 4, beispielsweise mittels einer Vorrichtung gemäß 3. Dabei liegt an einem Eingangsknoten 20, der dem Eingang des digitalen Gegenstörsystems 16 entspricht, das Störsignal 4 an, das sich mit einem Gesamtgegenstörsignal 21 zu einem Reststörsignal 4.1 summiert. Zu Beginn des Verfahrens, wenn noch kein Gesamtgegenstörsignal 21 erzeugt wurde, entspricht das Reststörsignal 4.1 dem Störsignal 4. Insofern ein ideales Gesamtgegenstörsignal 21 erzeugt wurde, ergibt sich das Reststörsignal 4.1 weitestgehend bzw. näherungsweise zu Null. In dem Störsignal 4, bzw. dem Reststörsignal 4.1 werden in einem nicht näher dargestellten Schritt zunächst mehrere störungsrelevante Frequenzen identifiziert. In einem weiteren, nicht näher dargestellten, jedoch im Folgenden in Bezug auf 7 und 8 näher beschriebenen Schritt wird für jede dieser störungsrelevanten Frequenzen eine vorbeschriebene Übertragungsfunktion des Übertragungspfads ermittelt.
In dem in 4 dargestellten Teil des Verfahrens wird dann für das Reststörsignal 4.1 zunächst in einer ersten Synthese 22.1 ein erstes schmalbandiges Gegenstörsignal bei einer ersten der störungsrelevanten Frequenzen erzeugt, beispielsweise mittels einer im Folgenden beschriebenen Least-Mean-Square-Methode. Eine solche Synthese wird beispielsweise in einem Schmalbandfilter durchgeführt. Daraufhin wird in einer ersten Einflussermittlung 23.1 der Einfluss dieses ersten Gegenstörsignals auf das Reststörsignal 4.1 ermittelt, und zwar anhand der Übertragungsfunktion für die betreffende Frequenz. Die Ermittlung erfolgt rechnerisch und es wird zu diesem Zeitpunkt noch kein Signal zu dem leistungselektronischen System 8 übertragen. Der ermittelte Einfluss wird dann mit dem Reststörsignal 4.1 an einem ersten Störsignalknoten 24.1 summiert. Das so modifizierte Reststörsignal 4.1 wird dann als Grundlage für eine zweite Synthese 23.2 eines zweiten Gegenstörsignals bei einer zweiten störungsrelevanten Frequenz genutzt.
Auf diese Weise wird das Verfahren fortgesetzt, bis die letzte störungsrelevante Frequenz bei einer letzten Synthese 22.n erreicht ist. Dabei wird die Einflussermittlung 23 bevorzugt genau m mal durchgeführt und an m Störsignalknoten mit dem vorherigen modifizierten Reststörsignal 4.1 summiert, wobei m=n-1 gilt. Es können ferner auch einzelne Einflussermittlungen ausgelassen werden, so dass mehrere Synthesen auf dem gleichen Reststörsignal 4.1 beruhen, um bestimmte gewünschte Charakteristiken bei der Störunterdrückung zu erreichen.
Die Gegenstörsignale werden an Gegenstörsignalknoten 25.1 bis 25.n aufsummiert und ergeben letztlich ein vorläufiges Gesamtgegenstörsignal 21.1. Das vorläufige Gesamtgegenstörsignal 21.1 wird dann über den Übertragungspfad 17 in das leistungselektronische System 8 eingekoppelt und wiederum zum Gegenstörsystem 16 übertragen. Der in 4 dargestellte Teil des Verfahrens wird als Regelverfahren in Schleifenform wiederholt und kann so dauerhaft adaptiv ein Störsignal 4 unterdrücken.
Aus dem Vorbeschriebenen ergibt sich, dass sowohl das Störsignal 4 bzw. Reststörsignal 4.1, als auch das Gesamtgegenstörsignal 21 sich an verschiedenen Punkten des Übertragungspfads 17 in Abhängigkeit der Beeinflussung durch den Übertragungspfad 17 unterscheiden. Das Störsignal 4 bzw. Reststörsignal 4.1 liegt also an dem Sensor 14 mit einer anderen Amplitude und einer anderen Phase an, als an dem Eingang des Gegenstörsystems 16, an dem Ausgang des Gegenstörsystems 16 oder dem Injektor 19. Das vorbeschriebene Verfahren zielt darauf ab, durch Ermittlung und frequenzweise Berücksichtigung bei der Synthese von Gegenstörsignalen dieses Einflusses ein möglichst passgenaues Gesamtgegenstörsignal 21 zum Auslöschen des Störsignals 4 zu erzeugen. Zur Vereinfachung wird im Folgenden bei der Betrachtung von Gesamtgegenstörsignal 21 und Störsignal 4 nicht mehr näher differenziert, an welchem Punkt des Übertragungspfads diese miteinander verglichen werden.
5 zeigt die Wirkung des Gesamtgegenstörsignals 21 auf das Störsignal 4. Dabei sind in einem oberen Diagramm ein Störsignal 4 entsprechend der Darstellung in 2, jedoch mit absoluter Abtragung der Frequenz auf der x-Achse in kHz, sowie eine Überlagerung 30 des Störsignals 4, die dem Reststörsignal 4.1 nach Durchlaufen des in 4 dargestellten Verfahrens entspricht, mit dem Gesamtgegenstörsignal 21 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die in 5 in dBµV auf der y-Achse abgetragenen Amplituden der Überlagerung 30 sich weitestgehend zu Null ergeben, sowohl bei der Amplitudenspitze 5, als auch bei den Amplitudenspitzen 6 sowie in Nachbarschaft zu den Amplitudenspitzen 5, 6. In einem unteren Diagramm ist die dazugehörige frequenzabhängige Störunterdrückung 26 dargestellt, die besonders hohe Absenkungen um die störungsrelevanten Frequenzen f₁, f₂, f₃ aufweist.
6 zeigt in gleicher Weise wie das obere Diagramm der 5 ein Störsignal 4 und eine sich mit einem nicht dargestellten Gesamtgegenstörsignal 21 ergebende Überlagerung 30, wobei auf der x-Achse wiederum die Frequenz in kHz und auf der y-Achse die Amplitude in dBµV abgetragen ist. Hierbei wird das Gegenstörsignal nicht für jede störungsrelevante Frequenz erzeugt, sondern eine Synthese 22.1, ..., 22.n, sowie die Einflussermittlung 23.1, ..., 23.m wird nur für fünf mittels Strichlinien markierte Frequenzen durchgeführt. Wie zu erkennen ist, ergibt sich durch die Kaskadierung bei der Synthese der Gegenstörsignale bereits bei fünf Synthesen 22.1, ..., 22.n eine günstige Überlagerung 30, bei der das Störsignal 4 weitreichend unterdrückt werden kann.
7 zeigt eine Darstellung eines Verfahrens zum Ermitteln einer Übertragungsfunktion des Übertragungspfads, wie sie zur Einflussermittlung 23.1, ..., 23.m genutzt wird. Dabei wird mittels dem Gegenstörsystem 16 ein harmonisches Testsignal 31 erzeugt, das gleichzeitig den Übertragungspfad 17 und ein in dem Gegenstörsystem 16 integriertes Modell 32 des Übertragungspfads 17 durchläuft. Ein in dem leistungselektronischen System 8 vorliegendes Störsignal 4 wird dabei zu Null gesetzt (d(t)=0), bzw. das leistungselektronische System 8 wird von dem Gegenstörsystem 16 entkoppelt.
Das Testsignal 31 wird in dem Gegenstörsystem 16 in ein Orthogonalsystem aus den Termen x₀(n)=cos(2πf_ktn) und x₁(n)=sin(2πf_ktn) zerlegt, wobei f_k die Frequenz des harmonischen Testsignals 31 und n die Schrittzahl des iterativen Verfahrens ist. Aus diesen Termen werden dann Gewichtungsvariablen s₀, s₁ ermittelt, die aufsummiert die Übertragungsfunktion bilden. Die Übertragungsfunktion wird dann mit dem tatsächlichen Übertragungsverhalten des Übertragungspfads verglichen und das Ergebnis ε(n) dieses Vergleichs über eine Least-Mean-Square-Methode 33 durch Optimierung der Gewichtungsvariablen s₀, s₁ minimiert.
8 zeigt die Gesamtfunktionalität des Gegenstörsystems 16 in vereinfachter Form, wobei über mehrere Schalter 34 zwischen einem in 7 beschriebenen Verfahren zum Ermitteln einer Übertragungsfunktion des Übertragungspfads 17 und einem Verfahren zur Synthese eines Gegenstörsignals gewechselt werden kann, wobei hier das Gesamtgegenstörsignal 21 nur zu einer Frequenz erzeugt wird und insofern nicht in kaskadierter Form erfolgt. Dabei wird jedoch deutlich, wie bereits bei der Synthese des Gegenstörsignals der modellierte Einfluss des Übertragungspfads 17 auf das Gegenstörsignal berücksichtigt wird.
Sobald die Übertragungsfunktion in dem mit Bezug auf 7 beschriebenen Verfahren stabilisiert wurde, werden die Schalter 34 umgelegt, so dass nun ein einzelnes Schmalbandfilter 35, in dem auch die vorbeschriebene Synthese 22.1, ..., .22.n erfolgt, in den Übertragungspfad geschaltet ist und das Störsignal 4 in dem leistungselektronischen System 8 anliegt (d(t)≠0). Diesem Schmalbandfilter 35 werden in einem Verfahrensschritt 36 die modellierten Gewichtungsvariablen s₀, s₁ übermittelt, wobei dann durch eine Filtered-x-Least-Mean-Square-Methode 37 unter Einbezug der Gewichtungsvariablen s₀, s₁ ein Gegenstörsignal synthetisiert wird. Aus dem in 8 gezeigten Verfahren gelangt man zu dem beschriebenen kaskadierten Verfahren, indem das Schmalbandfilter 35 durch mehrere Schmalbandfilter 35 zur Synthese 22.1, ..., 22.n eines jeweiligen Gegenstörsignals je störungsrelevanter Frequenz f₁, f₂, f₃ ersetzt wird, wobei zwischen jeder Synthese Einflussermittlungen 23.1, ...23.m anhand der Übertragungsfunktion durchgeführt werden.
Bezugszeichenliste

1: Erregersignal
2: Sinussignal
3: Sägezahnsignal
4: Störsignal
4.1: Reststörsignal
5: Amplitudenspitze
6: Amplitudenspitze
7: Vorrichtung
8: leistungselektronisches System
10: Wechselrichter
11: Last
12: Gleichstromquelle
14: Sensor
15: A/D-Wandler
16: Gegenstörsystem
17: Übertragungspfad
17.1: erster Teilpfad
17.2: zweiter Teilpfad
18: D/A-Wandler
19: Injektor
20: Eingangsknoten
21: Gesamtgegenstörsignal
21.1: vorläufiges Gesamtgegenstörsignal
22.1: Synthese
22.n: Synthese
23.1: Einflussermittlung
23.m: Einflussermittlung
24.1: Störsignalknoten
24.m: Störsignalknoten
25.1: Gegenstörsignalknoten
25.n: Gegenstörsignalknoten
26: Störunterdrückung
30: Überlagerung
31: Testsignal
32: Modell des Übertragungspfads
33: Least-Mean-Square-Methode
34: Schalter
35: Schmalbandfilter
36: Verfahrensschritt
37: Filtered-x-Least-Mean-Square-Methode

Claims

Verfahren zum Unterdrücken eines elektromagnetischen Störsignals (4, 4.1) in einem leistungselektronischen System (8) mittels eines digitalen Gegenstörsystems (16), wobei zwischen dem Gegenstörsystem (16) und dem leistungselektronischen System (8) ein Übertragungspfad (17) besteht, das Verfahren aufweisend die Schritte a) Erfassen eines an dem Gegenstörsystem (16) vorliegenden Störsignals (4, 4.1), b) Identifizieren mehrerer störungsrelevanter Frequenzen (f₁, f₂, f₃) in dem erfassten Störsignal (4, 4.1), c) Ermitteln einer Übertragungsfunktion des Übertragungspfads (17) je störungsrelevanter Frequenz (f₁, f₂, f₃), d) Synthese (22.1, ..., 22.n) eines schmalbandigen Gegenstörsignals je störungsrelevanter Frequenz (f₁, f₂, f₃), e) Ermitteln (23.1, ..., 23.m) des Einflusses des Gegenstörsignals auf das Störsignal (4, 4.1) anhand der Übertragungsfunktion je störungsrelevanter Frequenz (f₁, f₂, f₃), wobei die Synthese (22.1, ..., 22.n) der schmalbandigen Gegenstörsignale kaskadiert durchgeführt wird, wobei die Synthese (22.1, ..., 22.n) eines jeweiligen schmalbandigen Gegenstörsignals anhand der Summe aus dem Störsignal (4, 4.1) und den Einflüssen aller vorhergehend synthetisierten Gegenstörsignale auf das Störsignal (4, 4.1) erfolgt, und wobei die Gegenstörsignale zu einem Gesamtgegenstörsignal (21, 21.1) aufsummiert und in das leistungselektronische System (8) eingekoppelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren wiederholt als Regelverfahren zum Minimieren des Störsignals (4, 4.1) zumindest aufweisend die Schritte a), d) und e) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Übertragungsfunktion des Übertragungspfads (17) je störungsrelevanter Frequenz (f₁, f₂, f₃) zumindest eine Amplitudenänderungen α und eine Phasenverschiebung Δφ umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gegenstörsystem (16) zum Ermitteln der Übertragungsfunktion des Übertragungspfads (17) je störungsrelevanter Frequenz (f₁, f₂, f₃) ein harmonisches Testsignal (31) erzeugt und die Übertragungsfunktion anhand des Testsignals (31) der störungsrelevanten Frequenz (f₁, f₂, f₃) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Übertragungsfunktion mittels einer Least-Mean-Square-Methode (33) anhand des Testsignals (31) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Least-Mean-Square-Methode (33) auf die Optimierung von Gewichtungsvariablen s₀, s₁ eines den Zusammenhang zwischen der Amplitudenänderungen α und der Phasenverschiebung Δφ beschreibenden Orthogonalsystems gerichtet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Synthese (22.1, ..., 22.n) der schmalbandigen Gegenstörsignaleje störungsrelevanter Frequenz (f₁, f₂, f₃) anhand einer Least-Mean-Square-Methode (37) erfolgt.
Verfahren zum Ermitteln einer Übertragungsfunktion des Übertragungspfads (17) bei einer störungsrelevanten Frequenz (f₁, f₂, f₃) für ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Übertragungsfunktion zumindest eine Amplitudenänderungen α und eine Phasenverschiebung Δφ umfasst, und - wobei das Gegenstörsystem (16) zum Ermitteln der Übertragungsfunktion des Übertragungspfads (17) je störungsrelevanter Frequenz (f₁, f₂, f₃) ein harmonisches Testsignal (31) erzeugt und die Übertragungsfunktion mittels einer Least-Mean-Square-Methode (33) anhand des Testsignals (31) der störungsrelevanten Frequenz (f₁, f₂, f₃) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Least-Mean-Square-Methode (33) auf die Optimierung von Gewichtungsvariablen s₀, s₁ eines den Zusammenhang zwischen der Amplitudenänderungen α und der Phasenverschiebung Δφ beschreibenden Orthogonalsystems gerichtet ist.
Vorrichtung (7) zum Unterdrücken von elektromagnetischen Störsignalen (4, 4.1) in einem leistungselektronischen System (8), aufweisend ein digitales Gegenstörsystem (16) und einen zwischen dem Gegenstörsystem (16) und dem leistungselektronischen System (8) ausgebildeten Übertragungspfad (17), wobei das Gegenstörsystem (16) zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
Vorrichtung (7) nach Anspruch 10, wobei der Übertragungspfad (17) einen ersten Teilpfad (17.1) zum Übertragen eines Signals von dem leistungselektronischen System (8) zu dem Gegenstörsystem und einen zweiten Teilpfad (17.2) zum Übertragen eines Signals von dem Gegenstörsystem (16) zu dem leistungselektronischen System (8) aufweist.
Vorrichtung (7) nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Übertragungspfad (17) zumindest einen D/A-Wandler (18), zumindest einen Injektor (19) zum Einkoppeln des Gesamtgegenstörsignals (21) in das leistungselektronische System (8), zumindest einen Sensor (14) zum Messen des in dem leistungselektronischen System (8) vorliegenden Störsignals (4, 4.1) und zumindest einen A/D-Wandler (15) aufweist.
Vorrichtung (7) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Gegenstörsystem (16) dazu eingerichtet ist, je störungsrelevanter Frequenz (f₁, f₂, f₃) anhand eines harmonischen Testsignals (31) die Übertragungsfunktion je störungsrelevanter Frequenz (f₁, f₂, f₃) zu ermitteln.
Vorrichtung (7) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Gegenstörsystem (16) als Field Programmable Gate Array, DSP oder Microcontroller in Verbindung mit Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandlern ausgebildet ist.