Common-mode (CM) noise und differential-mode (DM) in Dreileitersystemen

[Luky S. (luky)]

Bei "einfachen" mit DC versorgten Schaltungen habe ich bereits mehrfach 
recht erfolgreich die leitungsgebundenen Störungen mit LTspice 
abgeschätzt. Das Prinzip findet man auch z.b. hier: 
https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/separating-common-mode-and-differential-mode-emissions-in-conducted-emissions-testing.html
Jetzt grüble ich aber über eine Schaltung, die mit 3 Phasen Wechselstrom 
versorgt wird.
Bei 2 Leitungen bekommt man den Common Mode Anteil ja mit (V1+V2)/2 und 
den Differential Mode Teil mit (V1 - V2)/2, aber wie berechnet man das 
bei 3 Phasen (also mit RF_L1, RF_L2 und RF_L2 aus dem CISPR-16 LISN in 
der Simulation)?
Die Simulation ist noch nicht vollständig, ich wollte erstmal die 
Versorgung + Gleichrichtung simulieren, bevor ich die Last dazubaue und 
dann an den entsprechenden Filterbauteilen rumspielen.

[Mark S. (voltwide)]

Die Simulations sieht doch schon soweit sinnig aus. Ich würde LTSpice 
für mich rechnen lassen.

[Luky S. (luky)]

Ja die simulation passt, aber wie berechne ich den CM und DM anteil in 
einem Dreileitersystem, um festzustellen, welcher Art die Störungne sind 
und welche Gegenmaßnahmen dann zu treffen sind? Wie gesagt weiß ich wie 
das mit 2 Versorgungsleitungen geht (CM = (V1+V2)/2 und DM = (V1 - V2)/2 
) aber nicht bei 3

[Carsten S. (dg3ycs)]

Luky S. schrieb:
> Wie gesagt weiß ich wie
> das mit 2 Versorgungsleitungen geht (CM = (V1+V2)/2 und DM = (V1 - V2)/2
> ) aber nicht bei 3

Ich bin ja mit einigen Jahren Erfahrung und guter "Eigener" 
Messausstattung für diese Prüfungen mit der man sowieso noch etwas am 
realen Produkt ausprobiert ob sich was verbessern lässt auch wenn die 
Werte bei Anfangsbestückung eingehalten werden, eher der praktische Typ.
(Simulation ist dann für mich hilfreich wenn ein Fehler beim 
"verschätzen" echte Nachteile brächte)

Und mit Dreileitersystemen habe ich im aktuellen Job gar nichts und 
vorher auch eher selten zu tun.

Aber da die Simulation bei Zweileitersystemen gut bekannte Praxis ist 
wäre mein Ansatz da dann aus dem Dreileitersystem per Ersatzschaltung 
ein Zweileitersystem zu machen.

Ohne Garantie auf Richtigkeit da schon lange her das ich mich das letzte 
mal damit befasst habe:
CM = (V1+V2+V3)/3
DM_1 = (V1-(V2+V3))/2
Aber selbst wenn ich gerade richtig überlegt habe gibt es dabei 
natürlich erhebliche Einschränkungen wie das es nur für symetrische 
Belastung gelten würde.
Aber sobald unsymetrie im Spiel ist wird es ja auch in der Praxis 
"lustiger" ;-)

Gruß
Carsten

[Joe L. (joelisa)]

Luky S. schrieb:
> Ja die simulation passt, aber wie berechne ich den CM und DM anteil in
> einem Dreileitersystem, um festzustellen, welcher Art die Störungne sind
> und welche Gegenmaßnahmen dann zu treffen sind?

Gegenfrage: Angenommen du hättest einen "Störspannungsgenerator". Wie 
würdest du den anschließen, um "Common Mode"-Störungen, wie um 
"Differential Mode"-Störungen zu erzeugen?

IMHO liegt deine Schwierigkeit darin, dass deine gewählten 
Begrifflichkeiten bei Mehrleitersystemen nicht scharf voneinander 
abzugrenzen sind.

[Rick (rick)]

Luky S. schrieb:
> Bei 2 Leitungen bekommt man den Common Mode Anteil ja mit (V1+V2)/2 und
> den Differential Mode Teil mit (V1 - V2)/2, aber wie berechnet man das
> bei 3 Phasen (also mit RF_L1, RF_L2 und RF_L2 aus dem CISPR-16 LISN in
> der Simulation)?

Ich denke, das man das nicht einfach zusammenfassen kann.
M.E. kann nur zwischen den Außenleitern ein DM-Anteil auftreten, dafür 
drei mal: L1-L2, L2-L3, L3-L1
Den CM-Anteil gibt es auch drei mal, aber vom Außenleiter zu GND: L1-PE, 
L2-PE, L3-PE

Letztendlich wird ja bei der EMV-Prüfung auch auf jeder Phase geschaut, 
ob die Störpegel den Vorgaben genügen.
Die Unterscheidung ob es CM- oder DM-Störungen sind, ist ja nur für den 
Entstörer bzw. Entwickler interessant, damit die richtigen Maßnahmen 
getroffen werden können.

[Harry R. (harry_r2)]

https://www.pes-publications.ee.ethz.ch/uploads/tx_ethpublications/heldwein_APEC05.pdf

Abbildung 2b
Kann man beliebig erweitern,
u_DM_n = u_n - u_CM

[Luky S. (luky)]

Danke, das war genau das, wonach ich gesucht habe!

[Luky S. (luky)]

Wenn ich das richtig verstanden habe ist also:
VCM = ( V(RF_L1) + V(RF_L1) + V(RF_L1) ) /3

VCM1 = V(RF_L1) - VCM

VCM2 = V(RF_L2) – VCM

VCM3 = V(RF_L3) – VCM

Kann das so ungefähr passen?