SiC-basiertes Referenzdesign für kaltes Bügeln
- 6-8. Mai 2025
- Halle 7, Stand 519
Diese Zusammenarbeit zwischen Wolfspeed und Richardson RFPD zeigt die 3,3 kV Siliziumkarbid-Module von Wolfspeed als Alternative zu IGBT-basierten Systemen oder Multi-Level-Systemen.
Weniger Emissionen im Hafen: Hochspannungs-Siliziumkarbid treibt die nächste Generation des Kaltmangelns an
Mit der Verschärfung der internationalen Vorschriften für Hafenemissionen und der zunehmenden Bedeutung der Nachhaltigkeit für den Schiffsbetrieb hat sich das Cold Ironing - die Versorgung von Schiffen mit Landstrom während des Anlegens - von einer optionalen Funktion zu einer wichtigen Infrastrukturanforderung entwickelt. Traditionell werden auf Schiffen Hilfsdieselmotoren eingesetzt, um die Bordsysteme während der Liegezeit zu betreiben, was zu erheblichen Emissionen in den Hafengebieten führt.
- Im Inneren des Demo-Systems
Entwickelt für Leistung und Skalierbarkeit in der realen Welt
Diese modulare, produktionsreife Plattform soll zeigen, wie SiC-basierte Systeme die nächste Welle von Cold-Ironing-Anwendungen vorantreiben können.
Die 3,3-kV-SiC-Leistungsmodule von Wolfspeed, wie z. B. das CAB600M33LM3, wurden entwickelt, um die Beschränkungen von Altsystemen zu überwinden und eine neue Klasse effizienter, kompakter und skalierbarer Lösungen zu ermöglichen.
System-Highlights
- Nennleistung: 1,5MVA (erweiterbar auf bis zu 2,5MW)
- Eingangsspannung: 1400V RMS AC
- Stromstärke: 623A RMS
- Schaltfrequenz: 4,8kHz
- Ziel-Effizienz: 98,8%
- Kühlung: Zwangsweise Luft/Wasser über Priatherm-Thermolösung
- Systemverluste: ~17.4kW (6x 2.9kW Module)
Eigenschaften
- Wolfspeed CAB600M33LM3 - 3300V, 600A SiC-Modul mit extrem niedrigem On-Widerstand von 2,7mΩ
- Tamura-Treiber und Stromsensoren - Präzisions-Gate-Ansteuerung und Messung
- Mersen Capacitors & Busbar - Energiespeicherung mit hoher Dichte und kundenspezifisches Routing
- Control Board - Entwickelt von einem spezialisierten Designpartner mit Unterstützung von Richardson RFPD
- PLECS-Simulationen - Bestätigung der Auslegungsleistung und des thermischen Verhaltens unter Volllast
IGBT-Entwürfe
Zwar dominieren IGBTs noch immer die alten Kaltmangelsysteme, doch der Vergleich mit SiC signalisiert einen Wandel in den Designüberlegungen.
Dies führt zu einem einfacheren Wärmemanagement, einem geringeren Energieverbrauch und kleineren Gehäusen, was in platzbeschränkten Hafenumgebungen oder mobilen Generatoreinheiten unerlässlich ist.
Erfahren Sie mehr über dieses neue High-Power-Referenzdesign von Richardson RFPD. Besuchen Sie uns auf der PCIM 2025 - Halle 7, Stand 519.
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Warum braucht man zum Kaltbügeln
Hochspannungs-SiC?
Landstromsysteme müssen einen sehr variablen Energiebedarf decken, der von 50 kW für kleine Schiffe bis zu 15 MW für große Containerschiffe reicht. Diese Systeme müssen auch die lokale Netzspannung (oft 50-60 Hz, 480V-10kV) an die Anforderungen an Bord anpassen, was häufig eine Mittelspannungsumwandlung und AC-DC-AC-Architekturen mit Frequenzregelung erfordert.
In der Vergangenheit waren solche Systeme auf IGBT-basierte Leistungselektronik angewiesen, deren Schaltfrequenz begrenzt ist und die erhebliche thermische und räumliche Beschränkungen mit sich bringt. Infolgedessen waren Landstromsysteme groß, komplex und in der Skalierung oft unerschwinglich.