Nordwind Power Systems, ein dänischer Umrichterhersteller für europäische Onshore- und Offshore-Windprojekte, beauftragte SHANYUAN Ende 2025 mit der DC-Link-Kondensatorbank-Sammelschiene für seine 6-MW-Umrichterplattform. Die 6-lagige Laminatkonstruktion senkte die effektive Serieninduktivität um 43 %, hielt die Erwärmung bei 2400 A auf 24 °C und berücksichtigt eine 4000-m-Höhen-Derating-Anforderung aus Anden-Windprojekten.
This case study is published as a representative engineering project. The product photograph and released drawing are illustrative of the delivered part; exact dimensions are covered by the customer's non-disclosure agreement.
Customer drawings are treated as confidential; excerpts shown here are provided with permission and illustrate the layer stack, terminal layout and dielectric boundaries of the delivered part.
| Kunde & Plattform | Nordwind Power 6 MW wind converter, 1500 V DC-link, 2400 A continuous |
|---|---|
| Sammelschienen-Typ | 6-layer laminated DC-link + capacitor-bank busbar, C11000 copper |
| Isolationssystem | Nomex 410 + epoxy edge, PD-free to 2.4 kV, 4.8 kV hi-pot |
| ESL-Reduktion | 43% lower effective series inductance vs the previous solid-copper layout |
| Strombelastbarkeit | 2400 A continuous, 100% ripple current on capacitor section |
| Temperaturanstieg | ΔT 24 °C at rated current, measured on capacitor tabs |
| Anschlüsse | Blade terminals for film capacitors, M10 studs for IGBT modules, silver-plated |
| Höhenauslegung | 4000 m derating per IEC 60068-2-13, creepage extended 30% |
| Quantifiziertes Ergebnis | 43% lower ESL, 24 °C ΔT, PD-free to 2.4 kV, 4000 m altitude rated |
Nordwind Power Systems, ein dänischer Umrichterhersteller für europäische Onshore- und Offshore-Windprojekte, beauftragte SHANYUAN Ende 2025 mit der DC-Link-Kondensatorbank-Sammelschiene für seine 6-MW-Umrichterplattform. Die 6-lagige Laminatkonstruktion senkte die effektive Serieninduktivität um 43 %, hielt die Erwärmung bei 2400 A auf 24 °C und berücksichtigt eine 4000-m-Höhen-Derating-Anforderung aus Anden-Windprojekten.
Die 6-MW-Plattform von Nordwind nutzt eine Dreilevel-NPC-Topologie mit 1500-V-Zwischenkreis. Bei der Inbetriebnahme der ersten Prototypen maß das Team höhere als erwartete Spannungsrippel an den IGBT-Modulen und erhöhte Kondensatortemperaturen bei Volllast. Die Ursache lag im Massivkupfer-Layout: Die Kondensatorbank-Verbindungen saßen zu weit von den Modul-Kommutierungskreisen entfernt, was Serieninduktivität addierte und den Rippelstromstress verstärkte. Der Kunde beauftragte SHANYUAN mit einer Ersatz-Sammelschiene nach den Regeln des Low-Inductance-Design-Leitfadens und den Lagenregeln des Design-Leitfadens.
Die finale Konstruktion nutzt sechs verschränkte Kupferlagen — drei positive, drei negative — so angeordnet, dass jeder Kondensator-Tab direkt über der zugehörigen IGBT-Kommutierungsschleife sitzt. Diese Stapelgeometrie löscht den magnetischen Fluss zwischen den Lagen und verkürzt den Strompfad jedes Kondensators einzeln. Im Prüffeld sank die effektive Serieninduktivität gegenüber dem alten Massivkupfer-Layout um 43 %, und der Modulspannungsrippel bei voller Schaltfrequenz fiel in den sicheren Betriebsbereich der Silizium-Chips. Die Baugruppe entspricht dem Kondensatorbank-Sammelschienen-Programm; weitere Referenzen zeigt das Power-Electronics-Sortiment.
Da Nordwind auch in Hochlagen-Windparks liefert, muss die Sammelschiene für 4000 m ausgelegt sein. Nach IEC 60068-2-13 beträgt der Luftdruck auf 4000 m rund 61 % des Meeresspiegelwerts; daher wurden die Kriechstrecken um 30 % verlängert und die Teilentladungs-Prüfspannung entsprechend deratiert. Das Isolationssystem — Nomex-410-Folie mit Epoxid-Kantenversiegelung — bleibt bis 2,4 kV auf Meereshöhe und 2,0 kV in der Höhe teilentladungsfrei. Die Auswahl folgte den Spannungsklassen-Regeln des Design-Leitfadens; die komplette PD-Methode ist im Teilentladungs-Referenzmodul dokumentiert. Stromtragfähigkeit und Wärmepfade stammen aus dem Ampacity-Diagramm und dem Thermal-Management-Leitfaden.
Prototypen wurden in Woche sechs geliefert; der Leistungsteil-Prüfstand des Kunden bestätigte ESL- und Rippelverbesserungen innerhalb der ersten zwei Prüftage. Die Qualifikation folgte einem 12-Wochen-PPAP-Plan: 4,8-kV-Hi-Pot, 500 Temperaturzyklen von −40 °C bis +105 °C und Schwingprüfung nach IEC 61373 Kategorie 2 für turbinenmontierte Elektronik. Die Serie läuft in Chargen von 120 Teilen mit 100 % Hi-Pot und Induktivitäts-Scan pro Teil — derselbe Prozess wie für unsere übrigen Solar- und Windanwendungen. Das Qualitätslabor archiviert die Chargendossiers; das Anwendungsprofil Solar & Wind und der Herstellerauswahl-Leitfaden ordnen die Serie ein. Hintergrund zur Marktnachfrage liefert der Windumrichter-Nachfragebericht 2026.
Die gelieferte Sammelschiene erfüllte jedes Ziel am Kundenprüfstand: 43 % niedrigere effektive Serieninduktivität, 24 °C Erwärmung bei 2400 A, teilentladungsfrei bis 2,4 kV auf Meereshöhe und 2,0 kV auf 4000 m sowie ein Verbindungswiderstand unter 40 µΩ pro Kondensator-Tab. Der Modulspannungsstress kehrte bei voller Schaltfrequenz in die Derating-Kurve zurück, und der Umrichter bestand die Typprüfung im ersten Anlauf — der Kunde berichtete, dass der Sammelschienen-Tausch einen geplanten Modul-Derating-Schritt überflüssig machte. Weitere Referenzen: das Anwendungsprofil, der Low-Inductance-Leitfaden und das Ingenieurkontaktformular.
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Elena Vasquez ist Anwendungsingenieurin für Leistungselektronik mit 10 Jahren Erfahrung in der Integration lamellierter Stromschienen in EV-Umrichter, Ladesysteme und Energiespeicher-PCS. Sie spezialisiert sich auf niederinduktive DC-Link-Auslegung, EMV-Verhalten und Umrichter-Packaging und hat eine
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