Sie müssen eingeloggt sein
-
zurückX
-
Komponenten
-
-
Category
-
Halbleiter
- Dioden
- Thyristoren
-
Elektroisolierte Module
- Elektroisolierte Module | VISHAY (IR)
- Elektroisolierte Module | INFINEON (EUPEC)
- Elektroisolierte Module | Semikron
- Elektroisolierte Module | POWEREX
- Elektroisolierte Module IXYS
- Elektroisolierte Module | POSEICO
- Elektroisolierte Module ABB
- Elektroisolierte Module | TECHSEM
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Brückengleichrichter
-
Transistoren
- Transistoren | GeneSiC
- SiC-MOSFET-Module | Mitsubishi
- SiC-MOSFET-Module | STARPOWER
- ABB SiC-MOSFET-Module
- IGBT-Module | MITSUBISHI
- Transistormodule | MITSUBISHI
- MOSFET-Module von MITSUBISHI
- Transistormodule | ABB
- IGBT-Module | POWEREX
- IGBT-Module | INFINEON (EUPEC)
- Halbleiterkomponente aus Siziliumkarbid
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Treiber
- Leistungsblöcke
- Gehen Sie zur Unterkategorie
-
Strom- und Spannungswandler von LEM
-
Stromwandler von LEM
- Stromwandler mit geschlossener Rückkopplungsschleife (C / L)
- Stromwandler mit offener Rückkopplungsschleife (O / L)
- Stromwandler mit unipolarer Spannung
- Wandler in der Eta-Technologie
- Hochgenaue Stromwandler der Serie LF xx10
- Stromwandler der Serie LH
- HOYS und HOYL - zur direkten Montage auf einer Leiterschiene
- Stromwandler in der SMD-Technologie der Serien GO-SME und GO-SMS
- AUTOMOBIL-Stromwandler
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Spannungswandler | LEM
- Präzisionsstromwandler | LEM
- Gehen Sie zur Unterkategorie
-
Stromwandler von LEM
-
Passive Elemente (Kondensatoren, Widerstände, Sicherungen, Filter)
- Widerstände
-
Sicherungen
- Miniatursicherungen für elektronische Schaltungen der Serien ABC und AGC
- Schnelle Röhrensicherungen
- Zeitverzögerungssicherungen mit GL / GG- und AM-Eigenschaften
- Ultraschnelle Sicherungseinsätze
- Britische und amerikanische schnelle Sicherungen
- Schnelle europäische Sicherungen
- Traktionssicherungen
- Hochspannungs-Sicherungseinsätze
- Gehen Sie zur Unterkategorie
-
Kondensatoren
- Kondensatoren für Motoren
- Elektrolytkondensator
- Island Filmkondensatoren
- Leistungskondensatoren
- Kondensatoren für Gleichstromkreise
- Kondensatoren zur Leistungskompensation
- Hochspannungskondensatoren
- Induktionsheizkondensatoren
- Impulskondensatoren
- DC LINK-Kondensatoren
- Kondensatoren für AC / DC-Schaltungen
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Entstörungsfilter
- Superkondensatoren
-
Überspannungsschutz
- Überspannungsableiter für HF-Anwendungen
- Überspannungsableiter für Bildverarbeitungssysteme
- Überspannungsableiter für Stromleitungen
- Überspannungsableiter für LED
- Überspannungsableiter für die Photovoltaik
- Überspannungsableiter für Wägesysteme
- Überspannungsableiter für den Feldbus
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Gehen Sie zur Unterkategorie
-
Relais und Schütze
- Theorie der Relais und Schütze
- Dreiphasen-Halbleiterrelais AC
- Halbleiterrelais DC
- Regler, Steuerungen und Zubehör
- Sanftstarter und Schaltschütze
- Elektromechanische Relais
- Schütze
- Drehschalter
-
Einphasen-Halbleiterrelais AC
- Einphasen-Wechselstrom-Halbleiterrelais, Serie 1 | D2425 | D2450
- Einphasige AC-Halbleiterrelais der Serien CWA und CWD
- Einphasen-Wechselstrom-Halbleiterrelais der Serien CMRA und CMRD
- Einphasen-Wechselstrom-Halbleiterrelais, PS-Serie
- Doppel- und Vierfach-Wechselstrom-Halbleiterrelais, Serie D24 D, TD24 Q, H12D48 D.
- 1-phasige Festkörperrelais, gn-Serie
- Einphasige Wechselstrom-Halbleiterrelais, Serie ckr
- Einphasen-Wechselstromrelais der ERDA- UND ERAA-SERIE für die DIN-Schiene
- Einphasige Wechselstromrelais für 150A Strom
- Doppelte Halbleiterrelais mit integriertem Kühlkörper für eine DIN-Schiene
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Einphasen-Halbleiterrelais AC für Leiterplatten
- Interface-Relais
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Induktive Komponente
- Radiatoren, Varistoren, Thermoschütze
- Ventilatoren
- Klimaanlagen, Ausrüstung für Schaltschränke, Industriekühler
-
Batterien, Ladegeräte, Pufferstromversorgungen und Wechselrichter
- Batterien, Ladegeräte - theoretische Beschreibung
- Lithium-Ionen-Batterien. Kundenspezifische Batterien. Batteriemanagementsystem (BMS)
- Batterien
- Ladegeräte und Zubehör
- USV-Notstromversorgung und Pufferstromversorgung
- Konverter und Zubehör für die Photovoltaik
- Energiespeicher
- Brennstoffzellen
- Lithium-Ionen-Batterien
- Gehen Sie zur Unterkategorie
-
Automation
- Futaba Drone Parts
- Grenzschalter, Microschalter
- Sensoren, Wandler
-
Pyrometer
- Infrarot-Temperatursensor, kabellos, wasserdicht, IR-TE-Serie
- Infrarot-Temperatursensor, kabellos, IR-TA-Serie
- Infrarot-Temperatursensor, kabellos, IR-H-Serie
- Ein schnelles stationäres Pyrometer in einem sehr kleinen IR-BA-Gehäuse
- Lichtleiter-Temperatursensoren, IR-FA-Serie
- Das stationäre Pyrometer der IR-BZ-Serie
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Zähler, Zeitrelais, Einbaumessgeräte
- Industrielle Schutzausrüstung
- Licht- und Signalentechnik
- Infrarot-Kamera
- LED-Anzeigen
- Taster, Schalter und Zubehör
-
Datenerfassung und Datenlogger
- Temperaturschreiber mit Display und Textdruck AL3000
- Digitale Temperaturschreiber mit LCD Display KR 2000-Serie
- Sicherheitstemperaturwächter KR 5000
- Temperatur / Feuchtigkeit Hand-Meter mit Datenlogger HN-CH-Serie
- Messdatenerfassung und Datenlogger Zubehör
- Kompakter Bildschirmschreiber 71VR1
- Sicherheitstemperaturwächter KR 3000-Serie
- PC-Datenerfassung R1M-Serie
- PC-Datenerfassung R2M-Serie
- PC-Datenerfassung, 12 universelle isolierte Eingänge, Typ RZMS-U9
- PC-Datenerfassung, 12 universelle isolierte Eingänge, USB, RZUS-Serie
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Gehen Sie zur Unterkategorie
-
Adern, Litzen, Schutzhüllen, Flexible Verbingungen
- Drähte
- Litzen
-
Kabel für spezielle Anwendungen
- Verlängerungskabel und Kompensations
- Kabel für Thermoelemente
- Die Verbindungsdrähte zu czyjnków PT
- Mehradrige Kabel Temp. -60 ° C bis + 1400 ° C
- SILICOUL Mittelspannungskabeln
- Zündkabel
- Heizleitungen
- Einadriges Temp. -60 ° C bis + 450 ° C
- Zugbegleiter
- Heizleitungen im Ex
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Schläuche
-
Geflochtene Kabel
- Zöpfe flach
- Zöpfen Runde
- Sehr flexible Geflecht - flach
- Sehr flexible Geflecht - Rund
- Kupfergeflecht zylindrischen
- Kupfergeflechtschirm und zylindrischer
- Flexible Massebänder
- Geflechte zylindrischen verzinkt und Edelstahl
- PVC-isolierte Kupferlitzen - Temperatur 85 ° C
- Flach geflochtene Aluminium
- Connection Kit - Zöpfe und Röhren
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Leitungen und Sonstiges für Traktion
- Crimpverbinder
- Flexible isolierte Kupferschienen
- Mehrschichte flexible Kupferschienen
- Kabelrohre, Kabelkanäle und Kabelführung
- Kabelschutzschlauchsysteme
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Alle Kategorien
-
Halbleiter
-
-
- Lieferanten
-
Applications
- AC- und DC-Antriebe (Wechselrichter)
- Ausrüstung für Verteilungs-, Steuerungs- und Telekommunikationsschränke
- Bergbau, Metallurgie und Gründung
- CNC-Werkzeugmaschinen
- Energy bank
- HLK-Automatisierung
- Induktionsheizung
- Industrielle Automatisierung
- Industrielle Automatisierung
- Industrielle Schutzvorrichtungen
- Komponenten für explosionsgefährdete Bereiche (EX)
- Maschinen zum Tiefziehen von Kunststoffen
- Maschinen zum Trocknen und Verarbeiten von Holz
- Motoren und Transformatoren
- Schweißmaschinen und Schweißmaschinen
- Straßenbahn- und Bahntraktion
- Temperaturmessung und -regelung
- Temperaturmessung und -regelung
- USV- und Gleichrichtersysteme
-
Installation
-
-
Montaż urządzeń
- Schaltschränkebau
- Design und Montage von Schränken
- Installation von Stromversorgungssystemen
- Komponenten
- Maschinen, die auf Bestellung gebaut werden
- F&E-Forschungs- und Entwicklungsarbeiten
-
Produktionsprozessen Messungsanlagen
- Dioden und Thyristoren Messungsanlagen
- Schaltungen Messungsanlagen
- Varistor- und Überspannungsableiter-Tester
- Messungsanlagen für Kfz-Sicherungen
- Qr Sperrverzögerungsladung Messungsanlagen
- FD-Serie Schaltungen Rotorentester
- Audit-Messungsanlagen der Fehlerstromschutzschalter
- Tester für Kalibrierung der Relais
- Anlage für Video Qualitätskontrollsysteme
- Hochstrom-Thyristorschalter
- Maschenbruch-Tester
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Alle Kategorien
-
-
-
Inductors
-
-
Modernizacja induktorów
- Reparatur gebrauchter Induktivitäten
- Modernisierung von Induktoren
-
Produktion neuer Induktoren
- Härten von Kurbelwellen
- Aushärten der Bandsägezähne
- Erwärmung der Elemente vor dem Verkleben
- Härtung von Laufbahnen von Radnabenlagern für Kraftfahrzeuge
- Härtung der Antriebsgetriebekomponenten
- Härten von Stufenwellen
- Erwärmung in Kontraktionsfugen
- Scan-Härtung
- Weichlöten
- Knüppelheizungen
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Wissensbasis
- Alle Kategorien
-
-
-
Induktionsgeräte
-
-
Urządzenia indukcyjne
-
Generatoren für Induktionserwärmung
-
Ambrell Induktionsheizgeneratoren
- Generatoren: Leistung 500 W, Frequenz 150-400 kHz
- Generatoren: Leistung 1.2 - 2.4 kW, Frequenz 150 - 400 kHz
- Generatoren: Leistung 4.2 - 10 kW, Frequenz 150 - 400 kHz
- Generatoren: Leistung 10 - 15 kW, Frequenz 50 - 150 kHz
- Generatoren: Leistung 30-45 kW, Frequenz 50-150 kHz
- Generatoren: Leistung 65-135 kW, Frequenz 50-150 kHz
- Generatoren: Leistung 180-270 kW, Frequenz 50-150 kHz
- Generatoren: Leistung 20-35-50 kW, Frequenz 15-45 kHz
- Generatoren: Leistung 75-150 kW, Frequenz 15-45 kHz
- Generatoren: Leistung 200-500 kW, Frequenz 15-45 kHz
- Generatoren: Leistung 20-50 kW, Frequenz 5-15 kHz
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Denki Kogyo Induktionsheizungsgeneratoren
-
JKZ Induktionsheizungsgeneratoren
- Generatoren der CX-Serie, Frequenz: 50-120 kHz, Leistung: 5-25 kW
- Generatoren der SWS-Serie, Frequenz: 15-30 kHz, Leistung: 25-260 kW
- Generatoren (Öfen) zum Formen und Schmieden der MFS-Serie, Frequenz: 0,5-10 kHz, Leistung: 80-500 kW
- MFS-Schmelzöfen, Frequenz: 0,5-10 kHz, Leistung: 70-200 kW
- Generatoren der UHT-Serie, Frequenz: 200-400 kHz, Leistung: 10-160 kW
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Lampengeneratoren für Induktionsheizung
- Himmelwerk Induktionsheizungsgeneratoren
- Gehen Sie zur Unterkategorie
-
Ambrell Induktionsheizgeneratoren
- Reparaturen und Modernisierung
- Peripheriegeräte
-
Applikationen
- Medizinische Anwendungen
- Automobilindustrie Applikationen
- Löten
- Hartlöten
- Hartlöten von Aluminium
- Löten von magnetischen Edelstahlwerkzeugen
- Präzisionslöten
- Löten unter Atmosphäre
- Löten von Kühlkörperkappen aus Messing und Stahl
- Löten von Sintercarbiden
- Löten der Kupferspitze und des Drahtes
- Gehen Sie zur Unterkategorie
- Wissensbasis
- Alle Kategorien
-
Generatoren für Induktionserwärmung
-
-
-
Service
-
-
asd
- Wartung von Brauchwasserkühlern und Klimaanlagen
- Reparaturen und Modernisierung von Maschinen
- Reparatur der Leistungselektronik und elektonischen und automatischen Vorrichtungen
- Hochspannungsnetzteile für Elektrofilter
- Industriedrucker und Etikettierer
- Certyfikaty / uprawnienia
- Alle Kategorien
-
-
- 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.
Hinterlassen Sie einen Kommentar