Wimpact – Wide Bandgap Impact on Industrial Motors: Performance, Analysis and Converter Technologies

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/502876

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die Integration von Halbleiterbauelementen mit großer Bandlücke (WBG) wie Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) in industrielle Motorsysteme bietet erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen siliziumbasierten Bauelementen, darunter schnellere Schaltgeschwindigkeiten und geringere Leistungsverluste. Angesichts des hohen Energieverbrauchs im Industriesektor können Verbesserungen bei Motorsystemen die Energieeffizienz und Nachhaltigkeit erheblich steigern. Die Forschung wird die Auswirkungen verschiedener Wandlertopologien, Halbleitertechnologien und Filteroptionen untersuchen und Erkenntnisse und Empfehlungen für fortschrittlichere Motorsysteme liefern. Standard-Industriemotoren mit 400 V im unteren kW-Bereich werden mit verschiedenen Wandlern und Halbleiterbauelementen getestet, um Systemverluste und Motorbeanspruchungen zu analysieren.

Kurzbeschreibung (Englisch)

The integration of Wide Bandgap (WBG) semiconductor devices, such as silicon carbide (SiC) and gallium nitride (GaN), into industrial motor systems offers significant advantages over traditional siliconbased devices, including faster switching speeds and reduced power losses. Given the industrial sector’s substantial energy use, improvements in motor systems can greatly enhance energy efficiency and sustainability. The research will explore the impact of various converter topologies, semiconductor technologies and filtering options, providing insights and recommendations for more advanced motor systems. Standard 400V industrial motors in the lower kW range will be tested with different converters, and semiconductor devices to analyze system losses and motor stresses. 

Kurzbeschreibung (Französisch)

L'intégration de dispositifs semi-conducteurs à large bande interdite (WBG), tels que le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium (GaN), dans les systèmes de moteurs industriels offre des avantages significatifs par rapport aux dispositifs traditionnels à base de silicium, notamment des vitesses de commutation plus rapides et des pertes de puissance réduites. Étant donné l'importante consommation d'énergie du secteur industriel, les améliorations apportées aux systèmes de motorisation peuvent considérablement renforcer l'efficacité énergétique et le développement durable. La recherche explorera l'impact de diverses topologies de convertisseurs, de technologies de semi-conducteurs et d'options de filtrage, afin de fournir des informations et des recommandations pour des systèmes de moteurs plus avancés. Des moteurs industriels standard de 400 V dans la gamme des kW inférieurs seront testés avec différents convertisseurs et dispositifs à semi-conducteurs afin d'analyser les pertes du système et les contraintes subies par le moteur.