HiPE-LAB
Testlabor für multimodale Lebensdaueruntersuchungen an Leistungselektronik bis 10 MVA
Belastungstests für Windenergieanlagen
Bei Windenergieanlagen muss die Leistungselektronik sowohl die elektrischen Belastungen als auch mögliche raue Umgebungsbedingungen ertragen. Die Kombination aus Umweltbeanspruchungen und elektrischen Betriebsbelastungen, der die Leistungselektronik ausgesetzt ist, ist entscheidend für die Lebensdauer der Anlagen. Die Vorhersage der Wirkung dieser multimodalen Belastungen bereits während der Entwicklungsphase ist daher von großer Bedeutung für die Vermeidung von Feldausfällen und damit für den langfristigen Produkterfolg.
Das Labor für Hochleistungselektronik HiPE-LAB des IALB der Universität Bremen bietet die einzigartige Möglichkeit, ganze Frequenzumrichter mit Leistungen bis 10 MVA elektrischen und klimatischen Belastungen in nahezu beliebiger Kombination auszusetzen und Tests zur Vorhersage wichtiger Fragestellungen hinsichtlich der Lebensdauer durchzuführen. Im Bereich Windenergie arbeiten wir – als Mitglied von ForWind – eng mit dem Fraunhofer IWES zusammen.
Schwerpunkte der Forschung
Das Labor
Mit einem Temperaturbereich von -40 °C bis +120 °C und relativer Luftfeuchte zwischen 10 % und 95 % im Temperaturbereich von +10 °C bis +95 °C können die klimatischen Verhältnisse aller Klimazonen im HiPE-LAB weitgehend nachgebildet werden. Dynamische, reproduzierbare elektrische Belastungsprofile ermöglichen die beschleunigte Alterung unter den entsprechenden klimatischen Bedingungen.
Neben der Untersuchung von Frequenzumrichtern als Ganzes ist auch die gezielte Untersuchung von einzelnen Komponenten wie der Leistungshalbleiter (zum Beispiel IGBTs), der Treiberschaltungen oder der Zwischenkreiskondensatoren in separaten Klimaschränken möglich. Systeme können somit hinsichtlich folgender Fragestellungen untersucht werden: Wie verhält sich die Umrichteranlage beim Anfahren, nachdem sie lange gestanden und dabei Feuchte aufgenommen hat? Tritt Kondensation auf? Wie schnell lässt sich eine Anlage durch eigene Verluste ausheizen? Welches sind die besonders kritischen Komponenten oder Bereiche im Umrichterschrank? Die Vorhersage dieser und anderer Fragestellungen bereits in der Entwicklungsphase von Umrichteranlagen stehen im Fokus des HiPE-LABs und können basierend auf Felderfahrungen und Einzelkomponententests an kompletten Umrichtern experimentell untersucht werden.
Das HiPE-LAB gestattet individuelle auf Ihr Produkt zugeschnittene Tests. Aber auch bereits während der Entwicklungsphase eines neuen Produktes können Tests an Prototypen im Ganzen oder an Einzelkomponenten durchgeführt werden.
Dienstleistungen
Folgende Dienstleistungen bieten wir an:
- Systemanamnese, Systemanalyse
- Erarbeitung und Auswahl von Testszenarien
- Modellbildung & Simulation
- Durchführung der Testszenarien
- rein elektrische Belastung
- klimatische Tests (Temperatur, Feuchte)
- multimodale Tests, d.h. klimatische Tests kombiniert mit elektrischer Belastung
- Einzelkomponententests/Bauteilcharakterisierung und Zwischenmessung
- Sensorik und Messtechnik
- Spannungsmessung, Strommessung
- Temperaturmessung, Feuchtemessung und Strömungsmessung (Luft)
- Hochaufgelöste Langzeiterfassung und -speicherung der Messdaten
- Integration der Steuerung des Prüflings in den Prüfablauf zur Durchführung von vollautomatisierten Tests
- Analyse und Auswertung sowie Dokumentation der Messdaten und Ergebnisse
