Nieuwe omvormermodule halveert volume en gewicht

De groeiende massamarkt in de energievoorziening en de aandrijftechniek heeft behoefte aan goedkope maar robuuste vermogenselektronica-omvormers. Op PCIM toonden wetenschappers van het Fraunhofer-Institut en partners een nieuwe omvormermodule met 100 kVA vermogen.

De nieuwe ontwikkeling wird gepresenteerd op de onlangs gehouden vermogenselektronicabeurs PCIM in Neurenberg.

1/1

Gerelateerd nieuws

Bijeenkomst Platform Tandwielen op 25 april 2024

Een PLC of een embedded controller?

I/O-systeem ‘helpt’ Groot Barrièrerif

Gwneud yng Nghymru: 3 miljoen frequentieregelaars

De module kenmerkt zich door een standaard B6-schakeling, nieuwe siliciumcarbide (SiC) halfbrugmodules, een schakelfrequentie van 4 kHz en rendementen van meer dan 98%. Daarbij is de nieuwe module de helft kleiner en lichter dan vergelijkbare modules.

Vermogens-elektronica componenten en systemen spelen een steeds belangrijker rol bij het opwekken, verdelen en gebruiken van elektrische energie. Ze maken over een groot vermogensbereik het omzetten en schakelen van elektrische spanningen mogelijk.

LES2 en IFASS

Rendementsverbeteringen van bestaande modules en het onderzoek aan nieuwe materialen en technieken voor de ontwikkeling van nieuwe systemen kunnen tot nu toe niet benutte besparingspotentiëlen en nieuwe toepassingen ontsluiten.

Dit werd dan ook het doel van het onderzoeksinitiatief "Vermogenselektronica voor verbetering van het energetisch rendement, deel 2: Elektronica voor de energie van de toekomst (LES2), dat het Bundesministerium für Bildung und Forschung in 2012 startte.

Het onderzoeksproject IFASS in het kader van LES2 staat voor 'zeer compacte energetische efficiënte stroomomvormers voor decentrale elektrische verzorging'. Aan het project nemen het Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES), Infineon Technologies (onderzoek naar halfgeleiders op SiC-basis), Sumida Components & Modules (onderzoek naar magnetische componenten) Siemens Industrie (onderzoek naar nieuwe soorten potentiaalscheiende omvormerse) en AEG Power Solutions (onderzoek naar nieuwe oplossingen voor ononderbroken stroomvoorzieningssystemen) deel.

Technische kenmerken

De deskundigen op het gebied van vermogenselektronica aan het Fraunhofer-IWES hebben voor de ontwikkeling van de omvormer de compacte opbouw en het robuuste bedrijf centraal gesteld.

Met laaginductieve opbouw- en verbindingstechnologieën zijn nu tot tienvoudige schakelfrequenties tegenover de huidige 5-20 kHz met standaard B6-brugschakeling mogelijk. Daarmee zijn vermogensdichtheden tot 1,5 kW/kg bij netomvormers realistisch.

Infineon Technologies heeft nieuwe halfgeleidermodules met siliciumcarbide transistoren ontwikkeld (SiC-MOSFETs), waarmee voor het eerst 100 kW omvormermodules met slechts drie halfbrugmodules en een schakelfrequentie van 100 kHz kunnen worden gebouwd.

Sumida Components & Modules heeft zich vooral bezig gehouden met het smoren voor de omvormers en bij de transformator voor de galvanische scheiding. De nieuwe ontwikkelde passieve componenten profiteren hier van de nieuwe SiC-technologie. Door de sterke verhoging van de systeemschakelfrequentie konden de voor het gewicht en de grootte bepalende componenten met meer dan de helft in volume worden geperkt.

bron: Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik