Leistungselektronik für
Windkraftanlagen

Unsere Lösungen für Ihre Windkraftanlage

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

 

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 Idustriestandard-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.

Key Features

  • 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

Mehr über Betrieb und Wartung von Windkraftanlagen

Operation and Maintenance – Power Electronics for Wind Turbines

 

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

Mehr zu IGBT-Generation 7

3-Level Modules for Multimegawatt Converters – Power Electronics for Wind Turbines

Leistungsmodule

Produktportfolio

 

SEMITOP® E1/E2

Übertrifft den Standard mit überlegener Performance

MiniSKiiP®

Lötfreie Federtechnologie für minimale Montagezeit

SEMiX® 6 Press-Fit

Der komplette Press-Fit-Standard

SEMiX® 3 Press-Fit

Übertrifft den Standard für Spitzenperformance

SEMITRANS® 10

Robustes Hochleistungsmodul

SEMITRANS® 20

Der neue Standard für hohe Leistung

 

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
Mehr über SkiiP

Power Electronic Stack Platforms

Fully Qualified Inverter Assemblies Tailored to Your Specific Needs

Standard stacks

SEMIKRON’s Power Electronic Stacks enable our customers to succeed in dynamic markets and meet any global challenge. We deliver IGBT- and SiC-based stacks for AC voltages from 380V to 1000V. Our standard stacks cover a output current range from 70A to 1000A. Our new SEMIKUBE MLI brings all benefits of 3-level topologies in an off-the-shelf product. It includes all safety and sensing measures for your fast time-to-market.

More about Power Electronic Stacks

Customised stacks

In addition to standard stacks, SEMIKRON has vast experience in developing customer-specific solutions. Engineers are available in our stack centres around the globe to offer specific solutions by adapting existing platforms or designing customized converters.

Four Key Factors for your success

  • Shortest time to market
  • Cost savings in R&D, production and qualification
  • Global SEMIKRON stack production footprint
  • Highly experienced engineering team
More about Customised Stacks
IGBT Driver

Product Portfolio IGBT Driver

Above the Standard

SEMIKRON’s unique product portfolio enables access to all established industries with a one-stop solution that combines state- of-the-art power modules and driver electronics.

SEMIKRON’s IGBT drivers are available as two- channel driver cores suitable for any standard semiconductor power module or as Plug-and-Play solutions, which perfectly fit the SEMiX 3 Press- Fit, SEMITRANS 10 and compatible modules.

Cost-Efficient

Achieve outstanding system compactness and create space-and cost-effective inverter designs with SEMIKRON’s drivers, utilizing highly integrated ASIC technology. Isolated DC-link voltage and temperature sensor signals at the driver’s interface along with over-voltage and over-temperature lockout also help to reduce system costs significantly.

Time-Efficient

More than 25 years of experience in developing innovative IGBT driver electronics enables SEMIKRON to have a short-term solution for almost every challenge related to driver electronics. SEMIKRON’s Plug-and-Play drivers connect directly to most common standard IGBT modules. The IGBT driver cores fit with SEMIKRON’s adapter boards or application sample PCBs. For the latter, SEMIKRON shares the entire manufacturing data to decrease development time, speeding up the time-to-market.

Reliable

SEMIKRON’s SKYPER and SKHI IGBT drivers are well known, highly robust and reliable IGBT driver solutions under demanding environmental conditions. Over many years of field operation experience the proprietary IGBT driver technology has been relentlessly developed further. This technology sets new standards for the essential features of safe gate control, reliable gate protection and reinforced insulation.

Key Factors

  • Reinforced insulation for signal and power transmission
  • Two-channel driver
  • Up to 1700V transients
  • Up to 1500V continuous DC bus voltage
  • 8Apk to 35Apk per channel
  • 1W to 4.2W peak per channel
  • Suitable for multi-level topologies and Generation 7 IGBT

SKYPER® 42 LJ PV

SKYPER®

SKYPER® & SKHI

 

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

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