Leistungselektronik

Wir entwickeln Umrichter im Leistungsbereich bis 50kW, beziehungsweise Teilkomponenten auch für höhere Leistungen (Gatetreiber, Schaltnetzteile, Spannungs- oder Stromerfassungen, etc.).

Stromkraftberechnung

In Anlagen höherer Leistung treten im Fehlerfall sehr hohe Kurzschlussströme auf. Nachdem stromdurchflossene Leiter aufeinander Kräfte ausüben, stellt ein elektrischer Fehlerfall eine extreme mechanische Belastung für die gesamte Anlage dar. Die Normen fordern daher einen Nachweis, dass biegesteife Leiter den elektromagnetischen Kräften standhalten. Dieser Nachweis kann durch Berechnung erbracht werden.
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Wir haben ein Berechnungsverfahren auf Basis der finiten Differenzen entwickelt, mit dem nahezu beliebige Schienenanordnungen in ihrer Kraftwirkung zueinander berechnet werden können. Insbesondere im Schrankbau, wo Stromschienen sehr eng und gewinkelt angeordnet sind, lassen sich die Stützkräfte hinreichend genau berechnen. Die resultierenden Berechnungswerte wurden für mehrere Anlagen in Kurzschlusstests bestätigt. Schienenanordnungen wurden bis ip=170kA getestet.

 

Je nach Phasenlage des dreiphasigen Kurzschlussstroms und der geometrischen Anordnunge der Schienen und Stützer treten Zu-, Druck und/oder Kippkräfte auf. Oben gezeigte Schäden an Isolierstützern dürfen im Kurzschlussfall natürlich nicht auftreten.


Entwärmung, Luft- und Wasserkühlung

Dem Entwärmungskonzept kommt in der Leistungselektronik seit jeher eine zentrale Bedeutung zu. Die stetig steigende Verlustleistungsdichte erfordert neue und effiziente Kühltechnologien. Dies gilt aber zunehmend auch für den kleinsten Leistungsbereich auf Baugruppenebene (Bauteilentwärmung, z.B. LEDs etc.). Hohe Anforderungen bezüglich der Überlastfähigkeit erfordern zudem eine genaue Kenntnis der thermodynamischen Vorgänge um thermische Kapazitäten optimal zu nutzen.
Wir messen und simulieren stationäre Temperaturfelder sowie thermodynamische Vorgänge und optimieren Ihr Kühlkonzept.
Auf Baugruppenebene gilt es, das Layout so zu gestalten, dass der Wärmedurchgang durch die Leiterplatte und die Wärmespreizung in der Leiterplatte bestmöglich sind.