EMSA Standards & Testing
Der Schwerpunkt von EMSA Standards & Testing liegt auf der Bewertung der Auswirkungen von Siliziumkarbid-Wechselrichtern auf Industriemotoren in Zusammenarbeit mit führenden SiC- und GaN-Halbleiterherstellern und Forschungsinstituten.
Steckbrief
- Beteiligte Departemente Technik und Informatik
- Institut(e) Institut für Energie- und Mobilitätsforschung IEM
- Förderorganisation Schweizerische Eidgenossenschaft (Bundesverwaltung)
- Laufzeit (geplant) 01.03.2025 - 28.02.2029
- Projektleitung Prof. Dr. Andrea Vezzini
- Partner Bundesamt für Energie BFE
Ausgangslage
Das Ziel der IEA 4E Electric Motor Systems Platform (EMSA) ist es, die Energieeffizienz zu verbessern und die Treibhausgasemissionen weltweit zu reduzieren, indem hocheffiziente Elektromotorsysteme in Mitgliedsländern, Industrienationen, Schwellenländern und Entwicklungsländern gefördert werden. Die Schweiz verwaltet zwei zentrale Aufgaben: «Internationale Standards» und «Prüfung». Die Aufgabe „Internationale Normen” bleibt entscheidend für die Mitgestaltung künftiger Energieeffizienzstandards für Elektromotorantriebssysteme. Die Schweiz wird weiterhin eine aktive Rolle in den entsprechenden IEC-Arbeitsgruppen spielen. Bei der Aufgabe „Prüfung” behält die Schweiz ihre führende Rolle im Bereich der industriellen Frequenzumrichter mit grosser Bandlücke (WBG). Der Schwerpunkt liegt auf der Bewertung der Auswirkungen von Siliziumkarbid-Wechselrichtern auf Industriemotoren in Zusammenarbeit mit führenden SiC-Halbleiterherstellern und Forschungsinstituten. Die Ergebnisse werden in das «White Paper on WBG Semiconductor-Based Industrial Variable Speed Drives» einfliessen, das in Zusammenarbeit mit der IEA 4E Power Electronic Conversion Technology Platform (PECTA) erstellt wird.
Vorgehen
Die IEA 4E Electric Motor Systems Platform (EMSA) konzentriert sich auf die Harmonisierung von Prüfverfahren, die Entwicklung vergleichbarer Effizienzkennzahlen und die Förderung der Einführung fortschrittlicher Technologien wie Frequenzumrichter (VSDs) und Halbleiter mit grosser Bandlücke. Die Schweiz leistet einen Beitrag zur EMSA, indem sie zwei wichtige Aufgaben übernimmt: 1. Internationale Normen (IS): Einflussnahme auf globale IEC- und ISO-Normen für Motoren, Umrichter und Antriebssysteme. Während die IEC weiterhin wichtige Normen überarbeitet (z. B. die Normenreihen IEC 60034-x und IEC 61800-9-x), sorgt die Schweiz für die Abstimmung zwischen nationalen Aktivitäten, EMSA-Prioritäten und neuen Anforderungen für künftige MEPS (Minimum Energy Performance Standards, Mindestenergieeffizienzstandards). 2. Prüfungen: Die Schweiz spielt eine Vorreiterrolle bei der Bewertung der Auswirkungen der Wide Bandgap (WBG)-Wechselrichtertechnologie (SiC, GaN) auf Industriemotoren. Schnelles Schalten, hohe dv/dt-Werte und erhöhte Gleichtaktspannungen stellen neue Herausforderungen für Isolationssysteme und Motorlager dar. Diese Auswirkungen müssen quantifiziert werden, um eine sichere industrielle Einführung zu gewährleisten und künftige Normen und Produktrichtlinien zu informieren. Angesichts des raschen weltweiten Wachstums bei der Verwendung von SiC-basierter Leistungselektronik ist es unerlässlich, sowohl die Vorteile als auch die Risiken zu verstehen.
