OPTIPUMP – Optimale anwendungsrelevante Systemeffizienz von SiC-Pumpenantrieben

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Forschungsstelle

BFE

Projektnummer

SI/502411

Projekttitel

OPTIPUMP – Optimale anwendungsrelevante Systemeffizienz von SiC-Pumpenantrieben

Texte zu diesem Projekt

	Deutsch	Französisch	Italienisch	Englisch
Kurzbeschreibung		-	-

Erfasste Texte

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Kurzbeschreibung (Deutsch)	Der Gesamtwirkungsgrad eines SiC-Antriebssystems wird für typische Einsatzprofile von Pumpen-Anwendungen systematisch untersucht und optimiert. Das betrachtete System beinhaltet alle zum Betrieb erforderlichen Komponenten, wie z.B. Gate-Treiber, Lüfter etc. und reicht vom Netzanschluss zur Motorwelle. Insbesondere wird der Einfluss der Halbleiter-Schaltfrequenz auf den Gesamtwirkungs-grad untersucht. Die Untersuchungen und Optimierungen werden mittels Parametervariation an einem SiC Pumpenantriebssystem im Leistungsbereich von einigen kW experimentell durchgeführt, wobei der SiC-Umrichter in diesem Projekt entwickelt wird. Weiterhin wird ein Berechnungstool entwickelt, welches die energetisch optimale Auslegung eines SiC Antriebssystems für gegebene Einsatzprofile ermöglicht. Die gewonnenen Resultate für den Gesamtwirkungsgrad werden mit einem kommerziell erhältlichen Silizium-Pumpenantrieb verglichen und daraus das Energiesparpotential für diese Anwendungen in der Schweiz ermittelt.
Kurzbeschreibung (Englisch)	The overall efficiency of a SiC drive system is systematically investigated and optimised for typical mission profiles of pump applications. The investigated system includes all components required for operation, such as gate drivers, fans, etc., and extends from the mains connection to the motor shaft. In particular, the influence of the semiconductor switching frequency on the total efficiency is assessed. The investigations and optimisations are carried out experimentally by means of parameter variation on a SiC pump drive system in the power range of several kW, whereby the SiC converter is devel-oped in this project. Furthermore, a simulation tool is developed which facilitates the determination of the energetically optimal design of a SiC drive system for given application profiles. The results obtained for the overall efficiency are compared with a commercially available silicon-based pump drive system and from this the energy-saving potential for these applications in Swit-zerland is determined.

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Kurzbeschreibung
(Deutsch)

Der Gesamtwirkungsgrad eines SiC-Antriebssystems wird für typische Einsatzprofile von Pumpen-Anwendungen systematisch untersucht und optimiert. Das betrachtete System beinhaltet alle zum Betrieb erforderlichen Komponenten, wie z.B. Gate-Treiber, Lüfter etc. und reicht vom Netzanschluss zur Motorwelle. Insbesondere wird der Einfluss der Halbleiter-Schaltfrequenz auf den Gesamtwirkungs-grad untersucht. Die Untersuchungen und Optimierungen werden mittels Parametervariation an einem SiC Pumpenantriebssystem im Leistungsbereich von einigen kW experimentell durchgeführt, wobei der SiC-Umrichter in diesem Projekt entwickelt wird. Weiterhin wird ein Berechnungstool entwickelt, welches die energetisch optimale Auslegung eines SiC Antriebssystems für gegebene Einsatzprofile ermöglicht. Die gewonnenen Resultate für den Gesamtwirkungsgrad werden mit einem kommerziell erhältlichen Silizium-Pumpenantrieb verglichen und daraus das Energiesparpotential für diese Anwendungen in der Schweiz ermittelt.

Kurzbeschreibung
(Englisch)

The overall efficiency of a SiC drive system is systematically investigated and optimised for typical mission profiles of pump applications. The investigated system includes all components required for operation, such as gate drivers, fans, etc., and extends from the mains connection to the motor shaft. In particular, the influence of the semiconductor switching frequency on the total efficiency is assessed. The investigations and optimisations are carried out experimentally by means of parameter variation on a SiC pump drive system in the power range of several kW, whereby the SiC converter is devel-oped in this project. Furthermore, a simulation tool is developed which facilitates the determination of the energetically optimal design of a SiC drive system for given application profiles. The results obtained for the overall efficiency are compared with a commercially available silicon-based pump drive system and from this the energy-saving potential for these applications in Swit-zerland is determined.