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Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme
Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ist das größte Solarforschungsinstitut Europas. Mit unseren derzeit rund 1.100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern betreiben wir anwendungsorientierte Forschung für die technische Nutzung der Solarenergie und entwickeln Materialien, Systeme und Verfahren für eine nachhaltige Energieversorgung.

Für unsere Gruppe „Neue Bauelemente und Technologien“ suchen wir zum September 2017 (oder nach Vereinbarung) für einen Zeitraum von 4-6 Monaten eine/n Studentin/en für ein

Praktikum zum Thema: Untersuchung zur Isolationskoordination von Mittelspannungsumrichtern mit hochsperrenden 15 kV SiC-MOSFETs

Kennziffer: ISE-2017-132
Seit geraumer Zeit wird an der Entwicklung von SiC-Bauelementen mit Sperrspannungen weit über 6,5 kV geforscht. Es gibt auch erste Prototypen hierzu und es laufen europaweit unterschiedliche Forschungsprojekte, die die Chancen und Risiken für die Anwendung dieser Bauelemente untersuchen und es werden dabei auch erste Umrichter aufgebaut. Mit SiC-Transistoren lassen sich prinzipiell verlustärmere Umrichter entwickeln, die durch die deutlich höheren Schaltfrequenzen auch höhere Leistungsdichten aufweisen können. Die hohen Sperrspannungen und Spannungssteilheiten bis zu 200 kV / μs stellen aber die herkömmliche Isolationstechnik vor große Herausforderungen. Im Rahmen dieser Arbeit sollen daher Materialien untersucht und Konstruktionskonzepte für für die zukünftigen Anforderungen der SiC-Leistungselektronik in der Mittelspannung entwickelt werden. Hierfür soll in einem ersten Schritt die Isolationsfähigkeit von unterschiedlichen Keramiksubstraten untersucht werden. Es soll ein Messaufbau bis zu 30 kV entwickelt werden, mit dem in einem ersten Schritte die Leckströme durch die Keramik in Abhängigkeit der Temperatur erfasst werden sollen. Der Testaufbau soll für einen Betrieb an Luft, aber auch in Öl konzipiert sein, um in einem zukünftigen Schritt auch zusätzliche Tests zu ermöglichen. Untersuchungen zu Teil- und Gleitentladungen können auch Teil dieser Arbeit werden. Dies hängt von der zeitlichen Verfügbarkeit hierfür notwendiger Materialproben ab. Ausgehend von Messergebnissen und Materialrecherchen soll ein erstes Konstruktionskonzept für einen Leistungsstack mit Zwischenkreisspannungen bis zu 40 kV entworfen werden. Hierbei müssen sowohl unterschiedliche Eigenschaften der Isolationsmaterialien (Luft, Öl, Kunststoff, Keramik) berücksichtigt werden, wie auch parasitäre Eigenschaften der Schaltung (kapazitive und induktive Effekte). Die Konstruktion des Stacks wird auch thermisch simuliert, um mögliche Schwachstellen der Materialwahl oder notwendige Anforderungen an die Kühlung des Stacks besser beurteilen zu können.

Ihre Aufgaben sind:
  • Untersuchung der Isolationsfähigkeit von Keramiksubstraten
  • Recherche zu Materialeigenschaften und entsprechende Materialwahl
  • CAD-Entwurf des Leistungsstacks
  • Thermische Simulation des Stacks
  • Bewertung des ersten Entwurfs und Erstellen von Schlussfolgerungen hieraus
  • Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse


Was Sie mitbringen
  • Studium der Elektrotechnik, elektr. Energietechnik oder Vergleichbares
  • Kenntnisse im Bereich der Schaltungs- und Halbleitertechnik
  • Teamfähigkeit, engagierte und eigenverantwortliche Arbeitsweise
  • Gute MS-Office-Kenntnisse
  • Gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift
  • Das Praktikum muss in der Studienordnung vorgeschrieben sein

Die Vergütung richtet sich nach den Richtlinien des Bundes über Praktikantenvergütungen.

Fragen zu dieser Position beantwortet gerne
M.Eng Dirk Kranzer, Tel.: +49 (0)761 45 88-5546
Bitte richten Sie Ihre Bewerbung unter Angabe der Kennziffer an:
dirk.kranzer@ise.fraunhofer.de
(Anschreiben, CV und Zeugnisse in einem pdf-Dokument mit max. 10 MB)
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme
Freiburg

http://www.ise.fraunhofer.de


Erschienen auf academics.de am 16.05.2017
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