Musíte být přihlášen
-
moreX
-
Komponenty
-
-
Category
-
Polovodiče
- LED diody
- Tyristory
- Elektroizolační moduly
- Přemosťovací usměrňovače
-
Tranzistory
- Tranzistory | GeneSiC
- SiC MOSFET moduly | Mitsubishi
- SiC MOSFET moduly | STARPOWER
- Moduly ABB SiC MOSFET
- Moduly IGBT | MITSUBISHI
- Tranzistorové moduly | MITSUBISHI
- Moduly MOSFET | MITSUBISHI
- Tranzistorové moduly | ABB
- Moduly IGBT | POWEREX
- Moduly IGBT | INFINEON (EUPEC)
- Polovodičové prvky z karbidu křemíku (SiC)
- Go to the subcategory
- Ovladače brány
- Bloky napájení
- Go to the subcategory
-
Měniče proudu a napětí LEM
-
Měniče proudu | LEM
- Proudový převodník s uzavřenou zpětnou vazbou (C / L)
- Měnič proudu s otevřenou zpětnou vazbou (O / L)
- Měnič proudu napájený unipolárním napětím
- Převodníky v technologii Eta
- Vysoce přesné měniče proudu řady LF xx10
- Měniče proudu řady LH
- HOYS a HOYL - určené pro přímou montáž na vodičovou lištu
- Měniče proudu v technologii SMD řady GO-SME a GO-SMS
- AUTOMOTIVE převodníky proudu
- Go to the subcategory
- Převodníky napětí | LEM
- Precision Current Transducers | LEM
- Go to the subcategory
-
Měniče proudu | LEM
-
Pasivní součásti (kondenzátory, rezistory, pojistky, filtry)
- Rezistory
-
Pojistky
- Miniaturní pojistky pro elektronické obvody řady ABC a AGC
- Trubkové rychle působící pojistky
- Pojistkové vložky s časovým zpožděním s charakteristikami GL / GG a AM
- Ultrarychlé pojistkové články
- Rychle působící pojistky (britský a americký standard)
- Rychle působící pojistky (evropský standard)
- Pojistky pojezdu
- Pojistkové vložky vysokého napětí
- Go to the subcategory
-
Kondenzátory
- Motorové kondenzátory
- Elektrolytické kondenzátory
- Filmové kondenzátory
- Výkonové kondenzátory
- Kondenzátory pro stejnosměrné obvody
- Kondenzátory korekce účiníku
- Vysokonapěťové kondenzátory
- Indukční topné kondenzátory
- Kondenzátory pulsu a energie
- DC LINK kondenzátory
- Kondenzátory pro AC / DC obvody
- Go to the subcategory
- EMI filtry
- Superkondenzátory
- Přepěťová ochrana
- Go to the subcategory
-
Relé a stykače
- Teorie relé a stykačů
- 3fázová střídavá polovodičová relé
- 3fázová střídavá polovodičová relé
- Regulátory, ovládací prvky a příslušenství
- Měkké spouštění a reverzační stykače
- Elektromechanická relé
- Stykače
- Otočné spínače
-
Jednofázová střídavá polovodičová relé
- Jednofázová střídavá polovodičová relé, 1 řada | D2425 | D2450
- Jednofázová střídavá polovodičová relé řady CWA a CWD
- Jednofázová střídavá polovodičová relé řady CMRA a CMRD
- Jednofázová střídavá polovodičová relé řady PS
- Dvojitá a čtyřnásobná střídavá polovodičová relé řady D24 D, TD24 Q, H12D48 D.
- Jednofázová polovodičová relé řady GN
- Jednofázová střídavá polovodičová relé řady CKR
- Jednofázová AC relé na lištu DIN řady ERDA A ERAA
- Jednofázová AC relé pro proud 150 A.
- Dvojitá polovodičová relé integrovaná s chladičem pro lištu DIN
- Go to the subcategory
- Jednofázová AC polovodičová relé pro PCB
- Relé rozhraní
- Go to the subcategory
- Jádra a další indukční součásti
- Radiátory, varistory, tepelné ochrany
- Fanoušci
- Klimatizace, příslušenství pro elektrické skříně, chladiče
-
Baterie, nabíječky, vyrovnávací zdroje a střídače
- Baterie, nabíječky - teoretický popis
- Lithium-iontové baterie. Vlastní baterie. Systém správy baterií (BMS)
- Baterie
- Nabíječky baterií a příslušenství
- Záložní zdroj UPS a vyrovnávací napájecí zdroje
- Převaděče a příslušenství pro fotovoltaiku
- Úschovna energie
- Palivové články
- Lithium-iontové baterie
- Go to the subcategory
-
Automatika
- Futaba Drone Parts
- Koncové spínače, mikrospínače
- Senzory, převodníky
- Pyrometrie
- Počítadla, časovače, panelové měřiče
- Průmyslová ochranná zařízení
- Světelná a zvuková signalizace
- Termovizní kamera
- LED displeje
- Tlačítka a spínače
-
Zapisovače
- Zapisovač AL3000
- Rekordér KR2000
- Rekordér KR5000
- Měřič HN-CH s funkcí registrace vlhkosti a teploty
- Spotřební materiál pro zapisovače
- Rekordér 71VR1
- Zapisovač KR 3000
- Počítačové rekordéry řady R1M
- Počítačové rekordéry řady R2M
- PC rekordér, 12 izolovaných vstupů - RZMS-U9
- PC rekordér, USB, 12 izolovaných vstupů - RZUS
- Go to the subcategory
- Go to the subcategory
-
Kabely, dráty, vodiče, flexibilní připojení
- dráty
- lanka
- Kabely pro speciální aplikace
- košile
-
prýmky
- prýmky byt
- prýmky kolo
- Velmi flexibilní opletení - plochý
- Velmi flexibilní opletení - Round
- Měď opletené válcové
- Mědí štít a válcové
- Flexibilní zemnící pásky
- Opletení válcovité pozinkované a nerezové oceli
- PVC izolované měděné pletivo - teplota 85 ° C
- Ploché pletené hliníkové
- Connection Kit - prýmky a trubky
- Go to the subcategory
- Příslušenství pro trakční
- kabelové botky
- Ohebné izolované přípojnice
- Vícevrstvá ohebná lišta
- Systémy vedení kabelů
- Potrubí, trubky
- Go to the subcategory
- View all categories
-
Polovodiče
-
-
- Suppliers
-
Applications
- AC a DC pohony (střídače)
- Automatizace HVAC
- CNC obráběcí stroje
- Energy bank
- Indukční ohřev
- Komponenty pro prostředí s nebezpečím výbuchu (EX)
- Měření a regulace teploty
- Měření a regulace teploty
- Motory a transformátory
- Napájecí zdroje (UPS) a usměrňovací systémy
- Průmyslová automatizace
- Průmyslová automatizace
- Průmyslová ochranná zařízení
- Stroje na sušení a zpracování dřeva
- Stroje na tvarování plastů za tepla
- Svařovací stroje a svářecí stroje
- Těžba, hutnictví a slévárenství
- Tisk
- Tramvajová a železniční trakce
- Zařízení pro distribuční, řídicí a telekomunikační skříně
-
Instalace
-
-
Montaż urządzeń
- Instalace skříní
- Návrh a montáž skříní
- Instalace energetických systémů
- Komponenty
- Stroje stavěné na zakázku
- Výzkumná a vývojová práce
-
Průmyslové testery
- Výkonové polovodičové zkoušečky
- Zkoušečky elektrických přístrojů
- Testery varistorů a omezovačů přepětí
- Tester automobilových pojistek
- Qrr tester pro měření přechodného náboje v tyristorech a výkonových diodách
- Zkoušečka rotorů jističů řady FD
- Auditor testeru zařízení na zbytkový proud
- Zkoušečka kalibrace relé
- Tester vizuálních zkoušek pístních tyčí plynových pružin
- Silnoproudý tyristorový spínač
- Tester na lámání pletiva
- Go to the subcategory
- View all categories
-
-
-
Induktory
-
-
Modernizacja induktorów
-
-
-
Indukční zařízení
-
-
Urządzenia indukcyjne
-
Indukční topné generátory
-
Indukční generátory Ambrell
- Generátory: výkon 500 W, frekvence 150-400 kHz
- Generátory: Výkon 1,2 - 2,4 kW, frekvence 150 - 400 kHz
- Generátory: výkon 4,2 - 10 kW, frekvence 150 - 400 kHz
- Generátory: výkon 10 - 15 kW, frekvence 50 - 150 kHz
- Generátory: výkon 30-45 kW, frekvence 50-150 kHz
- Generátory: výkon 65-135 kW, frekvence 50-150 kHz
- Generátory: výkon 180-270 kW, frekvence 50-150 kHz
- Generátory: výkon 20-50 kW, frekvence 15-45 kHz
- Generátory: výkon 75-150 kW, frekvence 15-45 kHz
- Generátory: výkon 200-500 kW, frekvence 15-45 kHz
- Generátory: výkon 20-50 kW, frekvence 5-15 kHz
- Go to the subcategory
- Indukční topné generátory Denki Kogyo
-
Indukční topné generátory JKZ
- Generátory řady CX, frekvence: 50-120kHz, výkon: 5-25kW
- Generátory řady SWS, frekvence: 15-30kHz, výkon: 25-260kW
- Generátory (pece) pro tváření a kování řady MFS, frekvence: 0,5-10kHz, výkon: 80-500kW
- Tavicí pece MFS, frekvence: 0,5-10kHz, výkon: 70-200kW
- Generátory řady UHT, frekvence: 200-400kHz, výkon: 10-160kW
- Go to the subcategory
- Generátory světel pro indukční ohřev
- Indukční topné generátory Himmelwerk
- Go to the subcategory
-
Indukční generátory Ambrell
- Opravy a modernizace
- Periferní zařízení
- Aplikace
- Znalostní základna
- View all categories
-
Indukční topné generátory
-
-
-
Servis
-
-
asd
- Servis průmyslových chladičů vody a klimatizací
- Opravy a modernizace strojů
- Opravy výkonové elektroniky, elektroniky a automatizačních zařízení
- Vysokonapěťové napájecí zdroje pro elektrostatické odlučovače
- Průmyslové tiskárny a štítkovače
- Certificates / Entitlements
- View all categories
-
-
- Kontakt
- Zobacz wszystkie kategorie
Power Modules for Combining Innovation, Flexibility and Power Capability in the Various 3-Level Topologies
Power Modules for Combining Innovation, Flexibility and Power Capability in the Various 3-Level Topologies
Three level topologies have demonstrated higher efficiencies, filter optimization potential and the capability of handling high DC-link voltages. To maximize the advantages offered by the 3-level topologies, Mitsubishi Electric offers new power modules which unlock the potential to realize innovative solutions for different power segments.
By Narender Lakshmanan and Thomas Radke, Mitsubishi Electric Europe B.V. and Satoshi Kawabata, Mitsubishi Electric Corporation Japan Power Device Works
Power conversion applications have always had to deliver high performance while maintaining the required quality of power. The harmonic profile of the output power can be improved by increasing the switching frequency. However, an increase in switching frequency compromises the inverter efficiency. Historically, the conventional 2-level inverters have served the industry with its seemingly uncomplicated topology where developers have always had to strike a balance between efficiency and filter optimization. With the invention of the 3-level topologies, many new avenues are now open for improving the output harmonic profile without compromising on the system efficiency. With the option of being able to apply the ‘zero’ level, this topology brings with it the following inherent benefits:
- Efficiency and output power capability [1]: The superior switching loss profile of a 3-level inverter ensures that better efficiencies can be achieved. Thus, for the same dc-link, a 3-level based inverter can deliver a higher output power compared to the corresponding 2-level inverter.
- AC filtering [5]: For the same switching frequency, the 3-level topology utilizes the availability of the ‘zero’ level to deliver an AC output of higher power quality than the corresponding 2-level inverter. This naturally allows a significant reduction of the output filter inductance.
- dv/dt Filter [5]: Since the phase to neutral output of a 3-level inverter shifts between 0V and (+/- Vdc)/2 (unlike the 2-level output), the corresponding dv/dt across the load is naturally reduced by about 50%.
- Common mode voltage reduction [5][6]: In comparison with 2-level, significant reduction (about 25%) of common mode voltage is possible in the 3-level topology.
While every segment of the inverter industry can avail the benefits associated with the 3-level topologies, grid connected inverters (Solar, Wind, HVDC), UPS and medium-tohigh power drives stand to benefit significantly by employing this innovative approach [3][4].
Power Modules from Mitsubishi Electric for 3-level NPC inverters
The CM400ST-24S1 module has already been introduced and presented in good detail ([2] Bodos article Feb’2015). A new series of power modules with innovative packaging optimized for 3-level applications has been developed. The comprehensive line-up is shown in Figure 1. The CM500C2Y-24S is provided as a dedicated neutral clamp switch for efficiently realizing the T type 3-level topology.
Figure 1: Line-up of the products dedicated for 3-level solutions
These power modules from Mitsubishi Electric are optimized for 3-level topologies with regards to the following parameters:
- Compact package size: For realizing an I type topology, in comparison with its counterparts from other manufacturers, the 1 in 1 modules (each 130 mm x 67 mm x 30 mm in size) offer about 20% reduction in mounting area. This was achieved by taking advantage of the superior thermal behavior of the Aluminium nitride (AlN) substrate and combining it with the CSTBT™ chip technology.
- Reduced internal inductance: The 1 in 1 modules have an internal inductance of only 8 nH. Internal stray inductance plays an important role in 3-level topologies as several elements are connected in series unlike the traditional 2-level topologies.
- Reduced overall inductance: The combination of a low internal inductance, a reduced mounting area and the location of terminals for easy connections ensure a reduced overall inductance for the set-up.
- Access to auxiliary terminals: The module provides access to the auxiliary terminals on two sides for the connecting the gate driver (without having the need to disturb the bus bar arrangement).
An example of how low inductance I-type and T-type 3-level topology bus bar designs can be realized is represented in Figure 2. As shown in this example, it is obvious that these modules are specifically optimized for 3-level topologies, thereby addressing the challenges associated with DC bus bar inductance, power density and flexibility.
Figure 3 shows the different power levels achievable by developing various 3-level topologies employing power modules from Mitsubishi Electric. The power levels are based on a conservative dimensioning of junction-case temperature rise of 25K considering a switching frequency of 2 kHz. Depending on the cooling system and the switching frequency, the output can obviously be further maximized.
Power levels
- 125 kW to 500 kW range: For a DC link voltage of 850 V, the CM400ST-24S1 with its inbuilt T type topology can deliver up to 250 kW in stand-alone mode. When used in parallel, about 500 kW output can be delivered.
- 500 kW to 2 MW range: When a DC link voltage of 1200V is utilized, two CM1000HA-34S (1000A/1700V) together with two CM500C2Y-24S (500A /1200V) in parallel can be employed to achieve more than 1 MW output. On the other hand, when an 850V DC link is considered, two CM1400HA-24S (1400A/1200V) can be employed together with two CM500C2Y in parallel to achieve more than 1 MW output power. With a DC link of 2400V, six CM1000HA-34S can be employed to develop a 1.8 MW inverter. Remarkably, utilizing a 1700V DC link, more than 2 MW output can be achieved by employing four CM1400HA-24S modules along with two RM1400HA-24S (neutral clamp diodes).
- Extended Megawatt range: It is obvious that by paralleling the options provided above, extended megawatt range inverters can be realized. An alternative solution for this class is to employ multi-level topologies.
Figure 2: Sample 3-level constructions which can be realized for using Mitsubishi Electric power modules
Figure 3: Power capability matrix for different 3-level solutions
As a result of these new products being available, the designer can choose the best fitting solution considering the power and DC voltage requirements. The designer is thus able to evaluate and accordingly select a suitable system voltage to achieve significant system level benefits and thereby maximize overall efficiency.
Employing the appropriate solution
Figure 4 shows that for an inverter with 1200V dc-link voltage, the maximum output current achievable for different switching frequencies for a maximum allowable ΔT(j-c) avg = 25K (imposed on the first element in any module to reach this limit) depends on the topology employed. The T type topology has advantages with respect to a lower part count and the corresponding volume reduction. However, the equivalent I type topology brings forth interesting system level benefits. Considering a fixed switching frequency of 3 kHz, it can be seen that the I type inverter is capable of delivering 1.41 times more current than the equivalent T type topology. Such benefit in power capability can also be used to allow an increase in the switching frequency (a factor of 2.66 for the 800A range) bringing significant benefits in passive component reduction. Depending on the weightage allocated to passives dimensioning and device count, an appropriate decision can be made.
Figure 4: Analysis and comparison of performance using 3-level and 2-level topologies
Conclusion
While each module is designed to deliver the best electrical performance, the module packaging itself and the layout as well is optimized for 3-level inverter design. Combining these aspects with the variety of combinations possible using these different modules, designers now are allowed greater flexibility in realizing solutions which cater to their specific needs. To sum things up - it is clear, that there is flexibility in mechanical layout and flexibility in system level design parameters (choice of DC-link, filter). By addressing the specific needs of individual applications, it is obvious that solutions based on Mitsubishi Electric 3-level modules help achieve the maximum possible overall efficiency along with the best possible performance.
References
[1] MELCOSIM: IGBT thermal and loss simulation software, available at www. mitsubishielectric.com/semiconductors/ simulator/
[2] Marco Honsberg and Thomas Radke : “4in1 400A/1200V Module with T-type Topology for 3-Level Applications” Bodos Power Feb’2015, pages 26-28.
[3] Marco Honsberg, Thomas Radke : “3-level IGBT modules with Trench Gate IGBT and their thermal analysis in UPS, PFC and PV operation modes” - EPE 2009 – Barcelona - ISBN: 9789075815009
[4] Marco Honsberg and Thomas Radke : “A family of 3-level IGBT modules from 10A to 600A equipped with Trench Gate IGBT and their thermal performance under typical conditions for UPS and PV inverter operation” PCIM 2009 ISBN: 978-3-8007-3158-9
[5] L. Caballero, S. Ratés, O. Caubet, S. Busquets-Monge: Advantages of ac-ac power converters based on ANPC topology for wind applications”
[6] International Journal of Conceptions on Electrical & Electronics Engineering Vol. 1, Issue. 2, December 2013; ISSN: 2345 – 9603 : “Reduction of common mode voltage in three level neutral point diode clamped multilevel inverter using space vector pulse width modulation”
[7] Application note : 3-level application using 1 in 1, 2 in 1 and the 4 in 1 modules.
Zanechat komentář