Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue SiC-Dioden machen Umrichter effizienter

30.09.2013
Mit neuen Siliziumkarbid-Dioden (SiC) ist es Siemens und seinen Forschungspartnern gelungen, die Leistung von Frequenzumrichtern um knapp zehn Prozent zu erhöhen.

In dem soeben abgeschlossenen Projekt MV-SiC wurden diese Dioden in kommerziellen Umrichtern getestet, wie sie für große Antriebe verwendet werden. SiC-Dioden reduzieren die Komplexität des Systems und steigern aufgrund geringerer Verluste die Energieeffizienz.



Ein weiteres Ergebnis: Die Schaltfrequenz von Umrichtern kann etwa um ein Drittel steigen, was die Leistung und den Drehzahlbereich von Antrieben erweitert. Siemens leitete das Projekt, das vom Bundesforschungsministerium im Programm Leistungselektronik zur Energieeffizienz-Steigerung gefördert wurde.

Mit Frequenzumrichtern können Elektromotoren mit variabler Drehzahl betrieben werden. Motoren für große Pumpen, Kompressoren oder Schiffe benötigen so gegenüber ungeregelten Antrieben bis zu 70 Prozent weniger Strom. Da solche Antriebe über eine Leistung von einigen Megawatt verfügen, sind Einsparungen von besonderer Bedeutung.

Für diese Leistungen braucht es Umrichter, die Spannungen von einigen Kilovolt (kV) ausgeben. Bislang bestehen solche Umrichter aus konventionellen Silizium-Halbleitern. In dem Projekt erforschten die Partner Infineon, Curamik Electronics, die TU Dresden sowie Experten von Siemens Drive Technologies und der globalen Forschung Corporate Technology (CT) Diodenmodule auf Basis des Halbleitermaterials Siliziumkarbid (SiC), die eine Sperrspannung von 6,5 Kilovolt (kV) besitzen und einen Strom von bis zu 1,2 Kiloampere (kA) aushalten.

Durch Parallelschaltung sogenannter bipolarer SiC-Hochvolt¬diodenchips gelang es, funktionsfähige SiC-Diodenmodule mit den geforderten elektrischen Parametern aufzubauen. Um das Schaltverhalten zu optimieren, bauten die Partner eine vollständig digitale Treiberschaltung auf. So erreichen sie hohe Schaltfrequenzen und eine hohe Schaltgeschwindigkeit, was die Einschaltverluste maßgeblich reduziert. Schwerpunkte der Siemens-CT-Arbeiten lagen auf dem thermischen Verhalten der Chips und Diodenmodule.

Weil bei SiC die Durchlassspannung mit steigender Temperatur abnimmt, sind dies entscheidende Faktoren für Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Diodenmodule.

Experten von Siemens Drive Technologies testeten die neuen Module in Sinamics GM150-Umrichtern als Mittelpunktsdioden. Dieses Standard-Umrichtersystem für Einzelantriebe ist durch ein 6,5 kV SiC-Diodenmodul im Aufbau weniger komplex und reduziert so den Materialaufwand bei gleichzeitiger höherer Effizienz. (IN 2013.09.5)

Dr. Norbert Aschenbrenner | Siemens InnovationNews
Weitere Informationen:
http://www.siemens.de/innovation

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Forscher entwickeln effizientere Systeme für Brennstoffzellen und Kraft-Wärme-Kopplung
19.04.2017 | EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e. V.

nachricht Forscher entwickeln Elektrolyte für Redox-Flow-Batterien aus Lignin aus der Zellstoffherstellung
18.04.2017 | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur lückenlosen Qualitätsüberwachung in der gesamten Lieferkette

25.04.2017 | Verkehr Logistik

Digitalisierung bringt Produktion zurück an den Standort Deutschland

25.04.2017 | Wirtschaft Finanzen