40kW SiC/IGBT 3-Phasen-Wechselrichterstapel
SPM-VFDHP
Grundlegendes Schema
Eigenschaften
✓ Bis zu 40kW | 50A | 750V DC-Link
✓ Optionale IGBT- und SiC-Leistungsschalter
✓ Hohe MTBF 900V DC-Link Filmkondensatoren
✓ Eingebauter SCP-, OTP- und OVP-Schutz
✓ Isolierte Steuereingänge & -ausgänge
Anwendungsbeispiele
3-Phasen-Wechselrichter für Motorantrieb
Einphasiger Solar-Wechselrichter mit Boost MPPT
3-Phasen-Aktiv-Gleichrichter
Übersicht
SPM-VFDHP ist ein 3-Phasen-Hochleistungs-Wechselrichterstapel, bei dessen Entwicklung Flexibilität und Zuverlässigkeit im Vordergrund standen. Er kann je nach den Anforderungen an die Schaltfrequenz der Anwendung entweder mit SiC- oder IGBT-Schaltern bestellt werden. Darüber hinaus wird mit Hilfe von hebelbetätigten Federkraftklemmen eine sichere und einfache Methode zum Anschließen und Trennen der Leistungsklemmen geboten. Darüber hinaus ist dieser dreiphasige Wechselrichterstapel mit einem direkt steckbaren Gate-Treibermodul ausgestattet, das über Testpunkte und LEDs verfügt, die eine sofortige visuelle Rückmeldung während der Laufzeit und bei Fehlerzuständen liefern. Darüber hinaus wurden Optokoppler zur Verbesserung der EMI-Immunität und zur Bewältigung hoher dv/dt-Spitzen eingesetzt, wodurch er sich für Anwendungen mit übermäßigem Rauschen, wie z. B. Motorantriebe, eignet und die Herausforderungen des Hochgeschwindigkeitsschaltens mit SiC-FETs erfüllt. Zu den integrierten Schutzfunktionen des Umrichters gehören Kurzschlussschutz, Übertemperaturschutz und ein wartungsfähiger Überspannungsschutz auf Varistorbasis; zusätzlich kann ein Überlastschutz mit einem standardmäßigen 63-A-Leitungsschutzschalter erreicht werden. 900-V-DC-Link-Folienkondensatoren, die hohe Ströme, hohe Temperaturen und sogar höhere Spannungen als die Nennspannung ohne Ausfall oder Beeinträchtigung verkraften können, erhöhen die Zuverlässigkeit des Systems und die MTBF erheblich. Dadurch wird ein zuverlässiger Betrieb während der gesamten Lebensdauer gewährleistet.
Eigenschaften
Optionale SiC/IGBT-Schalter
Der Wechselrichter kann ab Werk entweder mit SiC- oder IGBT-Schaltern konfiguriert werden. Für Hochfrequenzanwendungen, wie z. B. Solar-PV-Wechselrichter und aktive Gleichrichter, werden eher SiC-Schalter verwendet. Für Motorantriebsanwendungen hingegen genügen IGBT-Schalter mit niedriger Schaltfrequenz. Somit eignet sich dieser Wechselrichterstapel für eine Vielzahl von Leistungselektronikanwendungen.
DC-Link auf Basis von Folienkondensatoren
Der SPM-VFDHP verwendet metallisierte Polypropylen-Folienkondensatoren im DC-Link. Diese Kondensatoren sind für 900V, 105oCUmgebungstemperatur ausgelegt und bieten eine sehr hohe MTBF (Mean Time Between Failure) von mehr als 400.000 Stunden bei 50C Umgebungstemperatur. Im Gegensatz zu Elektrolytkondensatoren können Folienkondensatoren auch sehr hohe Effektivströme und mehr als das 1,4-fache der Nennspannung aushalten, ohne dass es zu Ausfällen oder Beeinträchtigungen kommt.
Erweiterte Schutzmaßnahmen
Zu den eingebauten Schutzfunktionen des Wechselrichters gehören Kurzschlussschutz, Übertemperaturschutz und wartungsfähiger Überspannungsschutz auf Varistorbasis. Zusätzlich kann ein Überlastschutz mit einem standardmäßigen 63-A-Leitungsschutzschalter realisiert werden.
Isolierte Eingänge/Ausgänge
Alle Logikeingänge und -ausgänge des Umrichters sind durch werkseitig konfigurierte Optokoppler mit niedriger oder hoher Impedanz galvanisch isoliert, was die EMI-Immunität der Signale erheblich verbessert und eine robuste Isolierung zwischen Steuerung und Umrichter gewährleistet, um Fehlauslösungen aufgrund von Gleichtaktstörungen zu vermeiden.
Steckbares Gate-Treiber-Modul
Der VFDHP ist mit einer direkt steckbaren 6-Kanal-Treiberplatine ausgestattet, die für die im Umrichter verwendeten Schalter optimiert ist. Darüber hinaus verfügt die Treiberplatine über LEDs zur Anzeige von Eingängen, Fehlern und Sperrsignalen sowie über Testpunkte. Die Steckbarkeit des Gate-Treibers bietet auch Flexibilität für Upgrades sowie eine einfache Wartung während der Lebensdauer des Umrichters.
Hebelbetätigte Federkraftanschlüsse
Der schraubenlose Anschluss ist mit Hilfe eines hebelbetätigten Federkraftsteckers für die Ein- und Ausgänge des Wechselrichters möglich und gewährleistet somit ein sicheres und zuverlässiges Anschließen und Trennen von hohen Leistungen ohne zusätzliche Werkzeuge.
Spezifikationen
Parameter | Anmerkungen | Spezifikationen (IGBT) | Spezifikationen (SiC) |
---|---|---|---|
Eingangsspannung | Maximum | 750 VDC | 750 VDC |
Eingangsspannung | Empfohlen | 600 VDC | 600 VDC |
Ausgang Strom | RMS, Max. Pro Phase | 50 A | 50 A |
Ausgangsleistung | 600 VDC, 415 VAC Ausgang | 36 kVA | 36 kVA |
Ausgangsleistung | 700 VDC, 480 VAC Ausgang | 41,5 kVA | 41,5 kVA |
Überlastbarkeit | 30s Max. @ 25°C | 150% | 150% |
Überspannungsschutz | Varistor: V25S625P | 825 VDC | 825 VDC |
Kurzschlussschutz | Gate-Treiber basierend | ✔ | ✔ |
Kurzschlussstrom | Typisch | 315 A | 210 A |
Übertemperaturschutz | Auslösung bei 85°C | ✔ | ✔ |
Überlastschutz | Weitere Informationen im Datenblatt | ✘ | ✘ |
Schalthäufigkeit | Mit Derating | 30 kHz | 50 kHz |
Schalthäufigkeit | Ohne Derating | 5 kHz | 20 kHz |
Totzeit | Minimum | 2,2 μs | 0,3 μs |
Kondensator Typ | Metallisierte Polypropylenfolie | Metallisierte Polypropylenfolie | |
DC-Link-Kapazität | 200uF | 900V | 200uF | 900V | |
Abmessungen | 260 x 292,5 x 161,5 (mm) | 260 x 292,5 x 161,5 (mm) |
* Anmerkung 1: Alle Angaben beziehen sich auf eine Umgebungstemperatur von 25°C, sofern nicht anders angegeben.
Zugehöriges Produkt
USM-3IV Isoliertes Spannungs- und Stromsensormodul