2023-04-01  –  2026-03-31

736.210,08 EUR

Universität Rostock - Fakultät für Informatik und Elektrotechnik - Institut für Elektrische Energietechnik - Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische Antriebe, Rostock, Mecklenburg-Vorpommern

03EI6097B

Netze [EB1820]

01252514/1  –  ViTA-LE

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI6)

Energie

Leistungshalbleiter-Module sind die zentralen Bauelemente von Umrichtern für Windenergie- und Photovoltaik-Anlagen und bestimmen maßgeblich deren Zuverlässigkeit und Lebensdauer. Auch durch diverse Fördervorhaben wurden bereits erhebliche technologische Verbesserungen in der Aufbau- und Verbindungstechnik dieser Module erreicht. Aber je höher die Lebensdauer ist, desto schwieriger wird es, diese in Entwicklungs- und Qualifizierungsmessungen nachzuweisen. Ziel des Gesamtvorhabens ist daher die Verbesserung von Alterungstests, die in verbesserten Methoden zur Lebensdauervorhersage münden und so Predictive Maintenance Verfahren ermöglichen, die im Stromrichtersystem umgesetzt und demonstriert werden sollen. Im Teilvorhaben der Universität Rostock wird erforscht, wie für IGBT-Module, deren schwächster Punkt im Power Cycling nicht mehr die Bondverbindungen und die Chiplötungen sind, Lebensdauermodelle aufgestellt werden können, die für die Systemauslegung von Umrichtern in Windenergieanlagen einsetzbar sind. Dazu wird das thermische Verhalten dieser Module modelliert, um auf diese Weise die Belastungen in den Verbindungsschichten ermitteln zu können, deren Temperatur über temperatursensitive Parameter der IGBT nicht direkt festgestellt werden kann. Mit diesen Modellen werden Lastwechselversuche nachgestellt, um so die Zyklenfestigkeit der kritischen Verbindungen zu ermitteln. Abschließend wird eine Auslegungsvorschrift erstellt, die in der Systemauslegung von Umrichtern für Windenergieanlagen zum Einsatz kommen kann.