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Aktuelles vom Arbeitsgebiet Bordsysteme

Andreas Bendicks erhält Young Engineer Award der EMV Köln 2020

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Im März 2020 wurde im Rahmen der EMV Köln 2020 der diesjährige Young Engineer Award zum zweiten Mal in Folge an M.Sc. Andreas Bendicks verliehen. Der Doktorand vom Arbeitsgebiet Bordsysteme (Prof. Dr.-Ing. Stephan Frei) überzeugte mit seinem Beitrag zum Thema „FPGA-basierte aktive Unterdrückung der elektromagnetischen Störungen einer aktiven Leistungsfaktorkorrektur (PFC) durch die Injektion von modulierten Sinussignalen“. Die Co-Autoren des honorierten Beitrags sind M.Sc. Axel Peters, Prof. Dr.-Ing. Stephan Frei, Dipl.-Ing. Marc Wiegand und Dipl.-Ing. Norbert Hees.

Die voranschreitende Elektrifizierung des Kfz bedingt eine steigende Anzahl an leistungselektronischen Konvertern zur Energiewandlung und -verteilung. Aufgrund der funktionsbedingten Schaltvorgänge können diese Systeme erhebliche elektromagnetische Störungen erzeugen, welche beispielsweise den Empfang von Funkdiensten, die für das automatisierte Fahren eine noch größere Bedeutung bekommen werden, verschlechtern oder gar unmöglich machen können. Zur Reduktion der Störaussendung werden in den Konvertern üblicherweise passive Filterstrukturen eingesetzt, welche jedoch meistens groß, schwer und teuer sind.

In der Forschungsarbeit des Arbeitsgebiets Bordsysteme werden innovative Verfahren zur aktiven Störunterdrückung untersucht und entwickelt. Bei diesen Konzepten werden die Störungen durch Gegenstörungen überlagert, wodurch es idealerweise zu einer vollständigen destruktiven Interferenz der Signale kommt. Dieser Ansatz verspricht im Vergleich zu passiven Lösungen eine erhebliche Bauraum- und Gewichtsreduktion, da die wesentliche Struktur aus Siliziumhalbleitern (und nicht aus vergleichsweise großen Spulen und Kondensatoren) besteht. Im Gegensatz zu bisher üblichen analogen Schaltungsstrukturen zur aktiven Störunterdrückung kommen hier moderne FPGA-Signalverarbeitungssysteme zum Einsatz.

Im Rahmen des Beitrags wird demonstriert, wie die zeitlich veränderlichen Störungen einer aktiven Leistungsfaktorkorrekturschaltung (englisch: Power Factor Correction [PFC]) durch künstlich erzeugte Sinussignale unterdrückt werden können. Es wurde herausgearbeitet, dass die Störungen der betrachteten PFC aus einer Überlagerung von modulierten Schaltharmonischen bestehen und damit durch die Injektion von simultan modulierten Sinussignalen unterdrückt werden können. Zur Realisierung wurde eine selbstadaptierende Methode aus der aktiven Lärmkompensation (Akustik) auf einem FPGA-System implementiert und systematisch für die Anwendung auf die PFC untersucht. Die optimierte Implementierung wurde anhand einer realen PFC evaluiert.

Trotz Absage der EMV 2020 zeichnete das Kongress-Komitee im März 2020 den innovativsten Beitrag mit dem Best Paper Award und die drei hochwertigsten Beiträge junger Ingenieure (max. 35 Jahre) mit dem Young Engineer Award aus. Die Nominierung erfolgte auf Grundlage des eingereichten Abstracts. Die Endbewertung erfolgte auf Grundlage des Manuskripts.

Weitere Informationen können hier gefunden werden.

Anfahrt & Lageplan

Der Campus der Technischen Universität Dortmund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dortmund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dortmund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dortmund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Universität ausgeschildert.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dortmund Universität“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dortmund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Universität mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dortmund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dortmund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dortmund Universität S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dortmund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dortmunder Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Universität. Ein größeres Angebot an internationalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Kilometer entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Universität zu erreichen ist.