Transcript Folder - Wijdeven

Power
Measurement
Power
Conversion
Power
Applications
Power
Research
ENSCHAP
P RA K T I J K E N W E T
2016
1 9 3 1
1 4 J U N I 2 0 1 6
U M
C O N G R E S C E N T R
D E N B O S C H
ens
Vermog
a
c
i
n
o
r
t
k
e
l
e
2016
ens
Vermog
elektronica
NTRUM DEN BOSCH
E
C
S
E
R
G
N
O
C
1
3
9
1
–
14 juni 2016
Het Vermogenselektronica Event vindt plaats op dinsdag 14 juni 2016 in 1931 Congrescentrum, te Den
Bosch. Het doel van dit seminar is de diversiteit van toepassingen, innovaties en kennis te tonen op het
gebied van Vermogenselektronica.
Het programma is samengesteld in overleg met TU Delft, TU Eindhoven en Universiteit Twente. Op deze
manier is een kwalitatief sterk programma neergezet waarbij zowel de praktijk als de wetenschap aan bod
komen. De breedte van de markt, namelijk toepassers, ontwikkelaars, toeleveranciers en kennisinstituten
komt bijeen op het Vermogenselektronica Event 2016. Met vakgenoten kunnen visies, ervaringen en kennis
worden uitgewisseld. Het congresprogramma met 30 lezingen en de kennismarkt maken dit event tot een
dag waar u zeker bij moet zijn.
De diversiteit wordt getoond door twee plenaire en 28 parallelle lezingen. In de parallelle presentaties
wordt u meegenomen in de onderwerpen:
Power
M e a su re me n t
Power
C o n ve rsio n
Power
A p p lic a tio n s
Power
R e se a rch
Het Vermogenselektronica Event biedt de bezoeker de laatste ontwikkelingen op het gebied
van Vermogenselektronica en de contacten in Nederland/Benelux om toepassingen en kennis te
verbeteren.
ENSCHAP
P RA K T I J K E N W E T
Een bezoek is cruciaal voor:
- Development engineers
- Systeemarchitecten
- Hardware engineers
- Technisch en R&D management
- Test engineers
- Project managers
- General managers
- Inkopers
- Hoogleraren
- Medewerkers van kennisinstituten - Assistant engineers Doelindustrieën zijn:
- Producenten van machines met aandrijving
- Producenten van halffabrikaten
- Automotive Industrie
- Energieleveranciers
- Energiemarkt (windmolens, zonnecollectoren)
- Halfgeleiderindustrie
- Scheepvaart en marine
- Staalindustrie
- Testlabs
- Tractie (treinen, trams, metro’s)
- Transportbedrijven
Registreert u zich gratis voor een bezoek aan het Vermogenselektronica Event op
www.vermogenselektronicaonline.nl
Wetenschappelijke demo’s en posters
Wetenschappers van de TU Eindhoven en de TU Delft presenteren op de kennismarkt hun onderzoek
aan de bezoekers van het Vermogenselektronica Event. Dit proberen ze zoveel mogelijk te doen met
live demonstraties maar mocht dit niet mogelijk zijn, staat de informatie op een posterbord. Opvallende
aanwezige is het ForzeH2 race team van de TU Delft.
09.30 - 10.00
Mitigating system impacts of off-shore wind farms using on-shore STATCOMs
Currently several large offshore wind farms are interconnected to the high voltage networks through submarine cables. Several options to connect these windfarms exist including HVDC or HVAC cable ties. In several cases the off-shore
windfarms are 100 km or further from the coast and the grid impacts to these large off-shore windfarms should be studied and mitigation measures provided to minimize system impacts. This paper discusses the options to interconnect
these large offshore windfarms and show the impacts in terms of voltage quality, power quality, reactive power and contingencies. Mitigation measures using power electronic options are included. For HVAC cable interconnections
special attention is given to the harmonic resonances and possible mitigation measures including STATCOMs.
Johan Enslin, University of North Carolina, Charlotte
10.00 - 10.30
Meer rendement van uw vermogen dan bij een
‘passieve’ bank
Bij het testen van hoogvermogen applicaties,
zoals snelladers voor elektrische voertuigen, ups
systemen en bijv. convertoren voor elektrische treinen
maken we vaak gebruik van weerstandsbanken
of elektronische belastingen. Nadeel hierbij is de
omzetting van energie in warmte, welke wordt
afgevoerd middels bijv. airco’s en waterkoeling.
Het kan ook anders. Met slimme regeneratieve loads
wordt deze energie omgezet in AC vermogen voor
het voeden van uw ontwerp. Hiermee wordt tot 90%
energie bespaard.
André Handgraaf, TTMS
10.30 - 11.00
Pauze
11.00 - 11.25
Vergroot de beschikbaarheid door middel van
Power Quality Management
Elektronische apparatuur vervuilt het net steeds
meer. Dit verkort de levensduur van apparatuur en
verhoogt het aantal storingen en het energieverbruik.
Permanent meten loont. Maar hoe wordt al die
meetdata vertaald naar eenvoudige management
informatie? En hoe bewaken we de juridische kaders?
Arjan Pit, forTop automation & energy control
= Engelstalige lezing
Potentials and opportunities of lithium
based energy storage systems
Costs of deployment of lithium based energy storage
systems have come down drastically in the past years
and its technology has matured significantly. When
using Li-ion batteries the energy demand and supply
should always be balanced. Income drivers for Li-ion
systems range from increase of self-consumption
over peak shaving and shifting to grid stabilization,
emergency power supply to grid enablement and cost
avoiding for grid enhancements.
Winfried Wahl, RRC power solutions GmbH on behalf
of Texim Europe
Een nieuw DC net, heeft dat wel zin?
Gallium Nitride E-HEMTs for next
generation power converters
Gallium Nitride based power transistors bear great
potential for improving efficiency and reducing board
space in the next generation of power applications.
In this presentation an overview on GaN E-HEMT
technology and a comparison to silicon based components will be provided. Furthermore the peripheral
components in the circuit such as capacitors and
inductors in terms of the specific requirements that
come by operating under high switching frequencies
beyond 1 MHz, one of the key strengths of GaN, will
be addressed.
Guido Schott, Ecomal and Tony Astely, GaN Systems
Energiebesparing met frequentieregeling
Lokale opwekking, opslag en energiebesparing,
hoe valt dat te rijmen? Door toepassing van een
DC net, kan zonne-energie, de elektrische auto en
kleinschalige opslag (thuis of in de wijk) praktisch
gerealiseerd worden. Vermogenselektronica
is de verbindende factor, maar hoe zit het met
betrouwbaarheid en stabiliteit van een DC net?
Peter van Duijsen, Simulation Research Caspoc
Met frequentieregelingen kan veel sneller en veel
meer energie bespaard worden dan men in eerste
instantie zou denken. Uiteraard is de energieefficiency van individuele elektrische componenten
ook heel belangrijk. In deze presentatie wordt
duidelijk dat door het simpel regelen van het toerental
de maximale besparing kan worden behaald; door
het slim aan elkaar koppelen en regelen van de
verschillende componenten zoals pomp, AC/PM motor
en natuurlijk de frequentieregelaar zelf.
Harry Roymans, ATB Technologies Netherlands
Schakelcel voor flexibele multilevel
vermogensomzetting
Een recente ontwikkeling in de vermogenselektronica
is de introductie van omzetters met meer spanningsniveaus. Hierdoor kunnen kleinere passieve
componenten en betere schakelaars gebruikt
worden. In deze presentatie wordt een schakelcel
geïntroduceerd welke met minder componenten meer
spanningsniveaus mogelijk maakt. Daarnaast kunnen
deze niveaus tijdens gebruik aangepast worden om
een arbitrair uitgangssignaal op te bouwen.
Erik Lemmen, TU Eindhoven
Draadloze energieoverdracht door middel
van geluidsgolven
Verreweg de meeste systemen voor draadloze
energieoverdracht werken op basis van gekoppelde
spoelen, waartussen energie wordt overgedragen
door een magnetisch veld. In deze presentatie wordt
naar een compleet andere aanpak gekeken: het
gebruik van een geluidsgolf voor de overdracht van
energie. Deze presentatie geeft een overzicht van het
onderzoek dat aan de TU Eindhoven is gedaan, van
het concept tot metingen en inzichten.
Maurice Roes, TU Eindhoven
P R O G R A M M A
11.30 - 11.55
New analysis solution for modern
high efficiency motor drives and power
conversion systems
Besides common measurements like electrical
parameters, harmonics analysis and steady state
mechanical efficiency, modern three phase motors
and power conversion circuit designs and applications
require analysis of dynamic parameters. We will
present a new solution to correlate these mechanical
and electrical parameters along with control circuit
commands and long term statistical analysis of
performance and failures.
Maurizio Mastrofini, Teledyne LeCroy, on behalf of
AR Benelux
12.00 - 12.55
Lunchpauze
13.00 - 13.25
Kalibratie, wat is de toegevoegde waarde?
In veel gevallen worden meetinstrumenten
gekalibreerd om te voldoen aan de kwaliteits­
richtlijnen/procedures van een organisatie of
haar eindklanten. Echter in de huidige markt
waarin de vraag naar aantoonbaar bewijs van de
vermogensefficiency van producten toeneemt, is
kalibratie een krachtig hulpmiddel om metingen van
elektrische vermogens en efficiëntie met een hogere
nauwkeurigheid uit te voeren.
Michael Rietvelt, Yokogawa
= Engelstalige lezing
Reduction of parasitic inductances (ESL)
in capacitors
The availability of new semiconductor materials
like SiC and GaN of the IGBT modules is connected
with high switching frequencies and a DC-Link
capacitor with very low parasitic inductance (ESL).
Short internal connections, radial current flow to the
capacitor windings, parallel circuits, low inductance
bus bar systems and new types of output contact
terminals are the key points in new innovative
capacitor designs.
Thomas Ebel, FTCAP GmbH on behalf of
Elincom Electronics
Optimizing battery run and charge times of
today’s mobile wireless devices
There is a growing need for battery current drain
testing in hardware/software development, design
validation and manufacturing of wireless devices.
Engineers developing portable electronic devices and
sensors pay close attention to battery life. Although
wireless devices spend the majority of its operating
life time in an idle or sleep mode this doesn’t
mean there is no power consumption. During the
presentation the listener learns methods to optimize
battery run and charge time to optimize battery life of
his project.
Denis Glass, Keysight Technologies on behalf of
Acal BFi
Application of NPC topology in a 2.2 MW
IGBT converter for a synchrotron particle
accelerator
Based on the voltage requirement of 1500 V, the
available voltage levels for IGBTs and the life time
related aspects of semi-conductor rated voltage, a
Neutral Point Clamped converter is designed and
built. For the voltage balance in the neutral point
a dedicated control loop is implemented in the
converter controller. In the presentation the design
aspects will be addressed. In circuit tests results will
be discussed.
Dimitrios Papathanasiou, Industry International
Factorized power, move to 48V bus
Introductie in schaalbare multi-poort
convertoren: modelleren en regelen van een
arbitrair aantal vermogenspoorten
Deze presentatie toont methoden om
vermogensconvertoren te ontwerpen met een
arbitrair aantal bi-directionele vermogenspoorten.
Modellering van het gedrag op basis van Fourierreeksen komt aan bod. Daarnaast wordt een
regelalgoritme geïntroduceerd dat zodanig
geoptimaliseerd is dat de geleidingsverliezen in de
converter geminimaliseerd, en zelfs gecontroleerd,
kunnen worden. Tevens worden de metingen aan een
prototype met vier poorten besproken.
Bas Vermulst, TU Eindhoven
Solar E-bike charging station
Synopsis: Machine builders are moving from 12V
or 24V to 48V distribution to reduce cabling costs.
At the same time, with each new generation of
processor, memory technology and ASIC/FPGA,
designers face the challenge of handling lower
voltages, higher currents and more on-board
voltages. The speaker introduces a building block
approach using a power components design to cover
the complete source-to-POL power chain.
Vicor on behalf of Future Electronics
The goal is to create a stand-alone solar powered
eBike charging station which is power neutral. A
prototype of the eBike charging station is to be built
and demonstrated on the university campus. By
placing the eBike charging station directly on the
campus and allowing direct access and use, it greatly
facilitates the ongoing research and experience with
new green technologies. Only by really building and
using, one can demonstrate the effective use of green
energy in a sustainable environment
Tim Velzeboer, TU Delft
P R O G R A M M A
13.30 - 13.55
14.00 - 14.25
14.30 - 14.55
Intelligent power module: drive your power
with more integration
When creating a motor drive design requirements
as reliability, PCB size and system costs are key
demands. Correct IPM development and integrating
the power factor correction (PFC) simplify the power
design and reduce the time to market significantly.
Using examples from home appliances, to fans,
pumps and general purpose drives the speaker will
show the most recent developments and possibilities.
Vase Klandjevski, Infineon on behalf of Rutronik
Welke stroomsensoren zijn het beste voor
metingen aan vermogensomvormers?
De keuze van de juiste stroomsensor is voor een groot
deel bepalend voor een goede vermogensmeting.
Het is daarom belangrijk een doordachte keuze te
maken. Diverse typen worden vergeleken. Aan de
hand van voorbeelden zal gekeken worden welk
type geschikt is voor veel voorkomende metingen in
vermogensomvormers zoals DC-, PWM- en Reactor
Loss metingen. Ook zal ingezoomd worden op de
combinatie van sensoren en de Power Analyzer.
Roy Hali, Batenburg Mechatronica
Power Measurements on AC-DC
Power electronics do’s and don’ts
Power supply designers strive to improve the
efficiency of their designs while maintaining specified
performance over a range of input and load conditions
and complying with demanding international
regulations for harmonic current content, standby
power, safety and EMC. This presentation is intended
to assist engineers who design and test power
supplies and other equipment connected to the AC
line to make power related measurements accurately,
quickly and safely.
Gabriele Vittori, Tektronix on behalf of C.N. Rood
Bij de ontwikkeling van vermogenselektronica komen
vele aspecten aan bod met evenzovele valkuilen. Van
specificatie, EMC, veiligheid, thermische huishouding
tot productie testmiddelen, overal kunnen kleine
problemen tot grote gevolgen leiden. Een aantal
voorbeelden vanuit de Nedap Light Controls groep.
Tonnie Telgenhof, Nedap afd. Light Controls
Components for 232Amp on your PCB, how
do you do it?
Classic power electronic components are mostly
connected using copper bus bars and bolts. The
integration of these components directly onto the PCB
can save a lot of costs and potential failures. What
are the challenges by using and soldering such big
components?
Georg Grunenberg (Germany), Phoenix Contact
A fast IGBT-based DC breaker for
protection in DC bus systems
There is a clear tendency in electrifying ships,
where the generator power is rectified, feeding the
DC busbar systems on board that form the power
supply for all AC drives, including the propulsion. The
challenge here is to turn off very quickly (< 20μs!)
the fault current in the infected part by a very fast
semiconductor-based switch, in case of a fault in a
part of this system. Most common DC bus voltages
are 1kV and 6 kV and nominal currents ranges from
1kA to 3kA.
Andy Stöckli, Astrol Electronic AG, on behalf on Kwx
Integration strategies of plug-in electric
vehicles: participation in ancillary service
The plug-in electric vehicles (PEVs) have great
potential in the near future to be connected in a large
number to the power systems. In particular, PEVs
are able to provide different types of power system
ancillary services. The capability of storing energy
and the instantaneous active power control of the
fast-switching converters of PEVs are two attractive
features that enable PEVs to provide various ancillary
services, e.g. primary frequency control (PFC).
Izadkhast Seyedmahdi, TU Delft
Reconfigurable DC links
Reconfigurable dc links employing power electronic
devices with advanced controls and protection
algorithms can offer added flexibility to the grids.
The vision is to introduce reconfigurable dc links
as a flexible backbone to future distribution grids in
order to enable a smooth transitioning from ac to dc
transmission systems.
Aditya Shekhar, TU Delft
Pauze
= Engelstalige lezing
P R O G R A M M A
15.00 - 15.30
Complex power analyzer setups with real
time system integration
Conventional power meters cannot cope with complex
systems such as multi-level converters, eCVTs
and 5,6-phase machines. Nor can they investigate
relations between mechanical and electrical
quantities. The speaker presents how to connect to
these complex configurations, and how to deliver
results like P, S, Q, ɳ or Ψ in real time. Also, the
results can be transferred in real time over EtherCAT
bus to an automation system to speed up test time.
Klaus Lang, HBM Benelux
3 phase & wire-bonded shunt modules
for current sensing on the circuit board in
frequency inverters
Isabellenhütte cooperated with different companies to
develop 3 phase shunt modules for current sensing
of up to 100 A on the circuit board in frequency
inverters. Apart from this, currents of up to 400 A
can be measured with outstanding precision and
long-term stability using the jointly developed power
modules. In addition to that wire-bonded precision
resistors can also be used in power modules
depending on the customer requirements. The lecture
is about the how and why of precision shunts in these
applications.
Kevork-Deniz Vartan, Isabellenhütte on behalf of
Heynen BV
Halen we de 30 jaar wel? Faaloorzaken van
halfgeleiders in tractietoepassingen
Een geïsoleerde bidirectionele dc-dc omzetter
met een breed spanningsbereik
Vermogenselektronica is niet meer weg te denken
uit de huidige treinen, trams en metro’s. Helaas
hebben de daar toegepaste halfgeleiders niet het
eeuwige leven, maar zijn onderhevig aan veroudering.
Verschillende verouderingsfactoren komen aan de
orde en er worden handreikingen gepresenteerd om
hier in het ontwerpproces van aandrijvingen rekening
mee te houden. Ook enkele typerende ontwerpfouten
met soms desastreuze gevolgen worden besproken.
Het geheel wordt op smaak gebracht met voorbeelden
uit de praktijk.
Wim Platschorre, Strukton
Door de toenemende vraag naar elektriciteit
en strengere eisen aan efficiëntie en volume is
onderzoek naar compacte en efficiënte omzetters
van groot belang. Deze presentatie gaat in
op de driefasige dubbele actieve brug (DAB)
topologie welke interessant is voor hoogvermogen
applicaties zoals boordnetomzetters, dc netten en
elektrische auto’s. De impact van verschillende
transformatorconfiguraties op de omzetter komt
aan bod evenals een topologievariant die het
spanningsbereik aanzienlijk vergroot.
Nico Baars, TU Eindhoven
15.30 - 15.55
Storende en gestoorde apparaten in het voedingsnet, een stralende toekomst!
Na de introductie van een nieuwe technologie worden we vaak geconfronteerd met storingen, ofwel elektromagnetische interferentie. Soms voorspelbaar, maar ook regelmatig onverwacht, zoals de ontploffende airbags als gevolg
van de velden van de eerste mobiele telefoons. Het voedingsnet was tot voor kort eenvoudig: een stabiele 50 Hz bron met hoofdzakelijk lineaire gebruikers, maar dat verandert razendsnel. Gedistribueerde energiebronnen zoals
zonnepanelen zijn sterk niet-lineair, evenals energiezuinige gebruikers, en ze schakelen met name in het frequentiebereik 2 kHz – 150 kHz. In dit frequentiegebied zijn er nauwelijks normen zodat omvormers hoge stoor(spannings)
niveaus genereren waardoor andere apparaten van slag raken. Tegelijkertijd wordt gepoogd om, ten behoeve van het zogenaamde Smart Grid, communicatie via het lichtnet tot stand te brengen (Power Line Telecommunication voor
Mains Communication Systems). Daarvoor zijn lage stoorniveaus noodzakelijk, maar tegelijkertijd moeten de filters in de aangesloten apparaten de gewenste communicatiesignalen niet dempen.
Deze spagaat levert nog steeds heftige discussies in veel normcommissies op. Al met al: een stralende toekomst!
Frank Leferink, Universiteit Twente
16.00 - 17.00
Netwerkborrel
= Engelstalige lezing
P R O G R A M M A
Deelnemers
www.acalbfi.nl
www.aepint.nl
www.arbenelux.com
www.atb-motors.com
www.batenburg-mechatronica.nl
www.cnrood.nl
www.dewetron.nl
www.ecomal.com
www.elincom.nl
www.eurocircuits.com
www.4top.nl
www.futureelectronics.com
www.hbm.com/nl
www.heynen.nl
www.industryinternational.com
www.isemagnetics.com
www.kwx.nl
www.nedap-lightcontrols.com
www.struktonrail.nl
www.texim-europe.com
CASPOC
Simulation Research
www.nijkerk-ne.com
www.phoenixcontact.nl
www.rutronik.com
www.ttms.nl
www.wijdeven.com/nl
www.tmi.yokogawa.com
www.tudelft.nl
www.tue.nl
www.utwente.nl
www.uncc.edu
www.engineersonline.nl
www.etotaal.nl
www.caspoc.com
partners
Organisatie
www.elektor.nl
www.fhi.nl/ie