Leistungselektronik für Windkraftanlagen
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Leistungselektronik für Windkraftanlagen
Das Portfolio von SEMIKRON umfasst eine breite Palette von Produkten für Windenergieanwendungen, von kleinen bis mittleren Leistungsmodulen für Pitch- und Yaw-Antriebe bis hin zu Hochleistungskomponenten für Multi-Megawatt-Frequenzumrichter. Von einzelnen Modulen, einschließlich spezieller Treiber, bis hin zu Hochleistungs-SKiiP 4 IPMs und Leistungselektronik-Stacks - SEMIKRON hat die passende Lösung.
Auch der Bedarf an zuverlässigen Ersatzteilen, die eine kontinuierliche Energiegewinnung bis zum Ende der Lebensdauer der Turbine gewährleisten, wird immer größer. SEMIKRON verfügt über ein breites Produktportfolio, um den zuverlässigen Betrieb und die Wartung von Windkraftumrichtern zu gewährleisten.
Die Produkte von SEMIKRON bieten maximale Zuverlässigkeit für On- und Offshore-Windenergieanlagen. Dies gilt sowohl für Leistungsmodule in Industriestandard-Gehäusen als auch für Hochleistungs-SKiiP IPMs und Leistungselektronik-Stacks.
Leistungsbereich
- YAW & PITCH ANTRIEBE5 kW - 100 kW
- Kompakte Bauformen und hohe Leistungsdichte
- Hohe Spitzenüberlastfähigkeit
- Mehrere Achsen in einem Antrieb oder modulare Antriebe mit gemeinsamem DC-Zwischenkreis
- Höchste Zuverlässigkeit und Lebensdauer
- HAUPTUMRICHTER1 MW - 15 MW
- Kompakte Bauformen und hohe Leistungsdichten
- Hohe Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen bis 1500 VDC und 1000 VAC
- ERSATZTEILE & SERVICE1 MW - 15 MW
- Moderne Leistungsmodule von SEMIKRON für maximale Zuverlässigkeit und Effizienz
- Kundenspezifische Stacks für dedizierte Windturbinenumrichter
- SKiiP IPMs auf kundenspezifischen Kühlkörpern für optimale Integration in bestehende Windturbinen
Operation & Maintenance
O & M von Windkraftanlagen
Heute sind weltweit mehr als 400.000 Windturbinen im Feld in Betrieb. Der Bedarf an zuverlässigen Ersatzteilen, die eine kontinuierliche Energiegewinnung bis zum Ende der Lebensdauer der Turbinen gewährleisten, wird immer größer. SEMIKRON verfügt über ein breites Produktportfolio, um den zuverlässigen Betrieb und die Wartung von Windkraftumrichtern zu gewährleisten. Von einzelnen Leistungsmodulen, IPMs und Treibern bis hin zu dedizierten, kundenspezifischen Retrofit-Stacks – SEMIKRON hat die passende Lösung!
Vorteile
SEMIKRON bietet ein breites Portfolio an Leistungsmodulen an, wie die SEMITRANS und SEMiX Industriestandard-Produktfamilien und SKiiP IPMs, die mit kundenspezifischen Kühlern an bestehende Windturbinenkonstruktionen angepasst werden können. Abgerundet wird das Angebot durch hochzuverlässige Stacks, die z. B. auf lötfreien SKiM 93 Modulen mit gesinterten Chips basieren. Diese Technologie ermöglicht eine optimierte Wärmeleitfähigkeit vom Chip bis zum Kühlkörper und betreibt den Chip bei etwa 20 °C niedriger Temperatur als der OEM-Stack. Außerdem bietet SEMIKRON neu entwickelte Treiber auf Basis der neuesten SEMIKRON ASIC-Technologie mit digitaler Signalübertragung und zusätzlichen Schutzfunktionen an.
Hauptmerkmale
- Breites Portfolio von Industriestandard-Modulen
- Innovative Leistungsmodule von SEMIKRON für maximale Zuverlässigkeit und Effizienz
- Kundenspezifische Stacks für dedizierte Windkraftumrichter
- Kundenspezifische Kühlkörper für IPMs (SKiiP) zur Integration in bestehende Umrichter
- Treiber und Adapterplatinen mit hochzuverlässiger SEMIKRON ASIC-Technologie
Neue Benchmark-Generation 7 IGBT
Leistungssteigerung für 3-Level-Topologien
Immer dann, wenn niedrige Netzrückwirkungen und hoher Wirkungsgrad treibende Faktoren in leistungselektronischen Anwendungen darstellen, sind 3-Level-Topologien der Schlüssel. Dies gilt insbesondere für Anwendungen im Bereich der erneuerbaren Energien, in denen die Kombination mit den IGBTs der neuesten Generation 7 neue Maßstäbe setzt.
SEMITRANS 10 MLI ermöglicht es Windenergieumrichtern, durch Einsatz der 3-Level-Topologie im Spannungsbereich bis 1000 VAC (1500 VDC) zu arbeiten und damit den Wirkungsgrad zu erhöhen.
Für ANPC-Topologien kombiniert das neue Leistungsmodul SEMITRANS 20 von SEMIKRON niedrigste Streuinduktivität, höchste Leistungsdichte und neueste IGBTs der Generation 7, um einen neuen Maßstab zu setzen. Sein auf der Standard-Halbbrückentopologie basierendes Design ermöglicht einen einfachen ANPC-Aufbau und eine niederinduktive Zwischenkreisanverbindung.
Key Features
- Reduzierte Systemkosten durch 3-Level-Topologie
- Bis zu 1,5 MW ohne Parallelschaltung
- Niedrigere Schaltverluste durch Einsatz von 1200 V-IGBTs
- IGBTs der Generation 7
- Niedrigerer THD ermöglicht niedrigeren Filteraufwand
- Reduzierte Kabeldurchmesser oder kleinere Kabelverluste
- Geringerer Kühlaufwand
Intelligent Power Modules – IPMs
Für maximale Zuverlässigkeit
Die SKiiP IPM-Produkte setzen Maßstäbe für hohe Leistung und robuste Umrichterdesigns. Sowohl SKiiP 3 als auch SKiiP 4 zeichnen sich durch hohe Leistungsdichten in Kombination mit flexiblen Kühloptionen wie Luft- oder Wasserkühlung, auch mit kundenspezifischen Kühlkörpern, aus. Zuverlässige Treibertechnologie, integrierte Stromsensoren und umfassende Schutzfunktionen runden das IPM-Design ab.
Die IPMs der SKiiP 3 Plattform in Sixpack- oder Habbrücken-Topologie sind im industriellen Antriebssegment weit verbreitet. Ihre IGBT-Nominalströme reichen von 500 A bis 2400 A.
Die SKiiP 4 IPMs in Halbbrückentopologie sind mit IGBT-Nominalströmen bis 3600A für den oberen Leistungsbereich bestimmt. Sie wurden für höchste Lastwechselanforderungen optimiert.
Um höchste Zuverlässigkeit und Lebensdauer zu gewährleisten, sind die SKiiP 4 Leistungsmodule zu 100 % lötfrei aufgebaut. Sintertechnologie zur Chipanbindung ersetzt die Lötschichten zwischen den Halbleiterchips und der DCB, die häufig die Lebensdauer reduziert. Damitdurch verbessert die Sintertechnologie die Last- und Temperaturzyklenfestigkeit der Leistungsmodule.
Der integrierte Gate-Treiber im SKiiP 4 hat durch seine CAN-Schnittstelle neue Maßstäbe in Bezug auf Zuverlässigkeit und Funktionalität gesetzt. Der digitale Treiber garantiert eine sichere Trennung zwischen Primär- und Sekundärseite sowohl für Schaltsignale als auch für die Messsignale. Die CAN-Schnittstelle ermöglicht die Modifizierung der SKiiP 4 Konfigurationsparameter und das Auslesen von Applikationsparametern.
Neu für SKiiP 4 eingeführt wurde die Hochleistungskühltechnologie (HPC), die im Vergleich zur Standard-Wasserkühlung eine um etwa 25 % höhere Ausgangsleistung ermöglicht. Ebenfalls verfügbar sind doppelseitig bestückbare HPC-Wasserkühler, mit denen eine nochmals höhere Leistungsdichte erreichbar ist.
Hauptmerkmale
- 1200 V und 1700 V IGBTs
- Topologien Halbbrücke und Sixpack
- IGBT Nominalstrom 500 A bis 3600 A
- Flexible Kühloptionen: Luft, Wasser oder kundenspezifische Kühlkörper
- SKiiP 4: Hochleistungskühlkörper, Wasserkühler für einseitige und doppelseitige Bestückung
- Parallelbetrieb zur weiteren Leistungserhöhung möglich
Leistungselektronik-Stackplattformen
Vollständig qualifizierte Wechselrichterbaugruppen, zugeschnitten auf spezifische Kundenanforderungen
Standard-Stacks
Leistungselektronik-Stacks von SEMIKRON ermöglichen es unseren Kunden, in dynamischen Märkten erfolgreich zu sein und sich jeder globalen Herausforderung zu stellen. Wir liefern Dioden-, Thyristor- und SiC-MOSFET-basierte Stacks für AC-Spannungen von 380 V bis 1000 V. Unsere Standard-Stacks decken einen Ausgangsstrombereich von 70 A bis 1400 A ab. Die neuen SEMIKUBE MLI Stacks vereinen alle Vorteile dervon 3-Level-NPT-Topologie in ein Standardprodukt. Die integrierten Sicherheits- und Sensorikfunktionen unterstützen eine schnelle Markteinführung.
- Wassergekühlte IGBT-Stacks
SEMISTACK RE
SKiiPRACK
SEMIKUBE MLI
Kundenspezifische Stacks
Außer bei Standard-Stacks verfügt SEMIKRON über große Erfahrung in der Entwicklung kundenspezifischer Lösungen. Ingenieure stehen in unseren weltweiten Stack-Zentren zur Verfügung, um solche Lösungen durch die Anpassung bestehender Plattformen anzubieten oder kundenspezifische Stacks zu entwickeln.
Vier Schlüsselfaktoren für Ihren Erfolg.
- Kürzeste Zeit bis zur Markteinführung
- Kosteneinsparungen in F&E, Produktion und Qualifizierung
- Globale SEMIKRON Stack-Produktion
- Sehr erfahrenes Ingenieurteam
Thermal Interface Material (TIM)
Cool bleiben – Wärmeabführung ist unsere Aufgabe
SEMIKRON war der erste Leistungsmodulhersteller auf dem Markt, der Leistungsmodule mit vorapplizierter Wärmeleitpaste anbot. Mit mehr als zwei Jahrzehnten Felderfahrung und mehr als 17 Millionen vorbedruckten Modulen im Feld sind neue Maßstäbe gesetzt. Die Module mit vorappliziertem TIM werden in sauberer Umgebung auf einer automatisierten und SPS-gesteuerten Siebdruck- und Schablonendrucklinie bedruckt.
SEMIKRON bietet für jede Anforderung die richtige Materialauswahl. Zusätzlich zu den Standard-silikonbasierten Wärmeleitpasten sind Phase-Change-Materialen und Hochleistungs-Wärmeleitpasten mit verbesserter Wärmeleitung erhältlich.
Je nach Kundenanforderung (z. B. Leistungssteigerung, reduzierter Handlingaufwand) und Modultyp (mit oder ohne Bodenplatte) bietet SEMIKRON entweder Wärmeleitpasten oder Phase-Change-Material an. Phase-Change-Materialen haben bei Raumtemperatur eine feste Konsistenz und nutzen die Vorteile einer nicht verwischbaren TIM-Schicht ohne Nachteile voll aus. Bei Modulen ohne Bodenplatte hingegen ist in der Regel ein Material mit geringerer Viskosität erforderlich, um die Robustheit bei der Montage zu verbessern. Hier ist Wärmeleitpaste die bevorzugte Lösung.
Hauptmerkmale
- Gesteigerte Produktivität dank reduzierter Bearbeitungskosten und verbesserter Logistik
- Niedriger Wärmewiderstand durch optimierte TIM-Schichtdicke
- Verbesserte Lebensdauer und Zuverlässigkeit
- Verbesserte Robustheit der Baugruppe
- Module können ohne zusätzliche Bearbeitungsprozesse direkt an das Montageband geliefert werden
- Reduzierte Gesamtkosten
Produktspektrum
- P8: Phase-Change-Material für höchste Leistung
- HT: Phase-Change-Material für hohe Kühlkörpertemperaturen
- HPTP: Hochleistungswärmeleitpaste
- P12: Standard-Wärmeleitpaste
