HSMtec als innovative Basis moderner Leistungselektronik

Der reibungslose Betrieb von Windenergieanlagen stellt hohe Anforderungen an die
Qualität und Technologie der einzelnen Komponenten und vor allem an die Steuerung.
Innovative und neue Technologien spielen bei der Realisierung immer leistungsstärkerer
Anlagen eine entscheidende Rolle. Die wesentliche Herausforderung bei diesem Projekt
war es einen Dauerstrom von 125 Ampere und einen Spitzenstrom von 250 Ampere für 20
Sekunden zwischen den IGBTs und zu den Hochstromsteckern zu führen. Die maximal
zulässige Erwärmung der Leiterplatte durfte dabei nur 40° K betragen.
Mittels der etablierten Ultraschallverbindungstechnik von Haeusermann wurden 4 mm
breite und 0,5 mm dicke Kupferprofile mit einer Gesamtlänge von 1360 mm auf beiden
Außenlagen zwischen den Hochstromanschlüssen und bei den Zu- und Ableitungen der
IGBTs eingebracht. Auf den nur 70µm dicken Außenlagen konnte dadurch zusätzlich
relevante Steuerelektronik auf derselben Leiterplatte untergebracht werden, wodurch der
notwendige Platzbedarf der Gesamtschaltung deutlich reduziert werden konnte.
Im direkten Vergleich mit einer alternativen „Dickkupfer“-Leiterplatte (210 µm Außenlagen,
2 Innenlagen für Steuerelektronik) wurde dadurch ein Kostenvorteil von 13% erzielt.
Abbildung 6: Kostenvergleich HSMtec vs. Dickkupfer.
Auch im Vergleich zu einer Lösungsvariante mit Stromschienen hat HSMtec die Nase
deutlich vorne. Dabei konnten durch die Einsparung von Kupferschienen zusätzliche
Kosten für Montage und Beschaffung vermieden werden, wodurch eine wesentliche
Reduktion der Gesamtsystemkosten erreicht wurde. Gleichzeitig konnten potentiell
fehleranfällige mechanische Verbindungsstellen vermieden werden.
HSMtec Seite 7 / 8 Datum: August 2010