MA – Isolationssysteme für Leistungselektronik in Luftfahrtanwendungen

Isolationssysteme für Leistungselektronik in Luftfahrtanwendungen

Kurzzusammenfassung

Durch die zunehmende Elektrifizierung von Luftfahrzeugen, wächst der Energiebedarf stark an. Deshalb sind zukünftig Spannungen von 800 V und mehr erforderlich. Gleichzeitig müssen hohe Sicherheitsanforderungen unter extremen Betriebs und Umgebungsbedingungen eingehalten werden. Wichtige Auslegungskriterien sind dabei Gewicht und Volumen. Die folgende Arbeit befasst sich mit Isolationssystemen für Leistungselektronik in Luftfahrtanwendungen. Basierend auf einer umfangreichen Literaturrecherche werden zuerst die Umgebungsbedingungen und die Anforderungen an die Leistungselektronik erörtert. Danach werden physikalische Grundlagen zu gasförmigen Isolierstoffen, festen Isolierstoffen, flüssigen Isolierstoffen und Grenzflächen betrachtet. Des Weiteren wird das Verhalten von Isolierstoffen und Grenzflächen unter Beeinflussung von Betriebs und Umgebungsparametern erörtert. Basierend auf den Ergebnissen aus der Literaturrecherche werden Isolationskonzepte für Leistungselektronik in Luftfahrtanwendungen vorgestellt und bewertet.

Abstract

Due to the increasing electrification of aircrafts, the energy demand is growing rapidly. Therefore, in the future voltages of 800 V and above are required. Simultaneously, high safety requirements must be met under extreme operating and environmental conditions. In addition, important design criteria are weight and volume. The following thesis examines insulation systems for power electronics in aviation applications. Based on an extensive literature research, environmental conditions and power electronics requirements are presented. Afterwards, physical principles of gaseous insulating materials, solid insulating materials, liquid insulating materials and interfaces are considered. Furthermore, the behavior of insulating materials and interfaces is discussed under operational and environmental influences. Based on the results of the literature research, several insulation concepts for power electronics in aviation applications will be presented and evaluated.

Bearbeiterin: Riccarda von der Marwitz

Betreuer: Dr.-Ing. Bernd Eckardt (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761139; Email: Bernd.Eckardt@iisb.fraunhofer.de;
Bernd Seliger (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761288; Email: Bernd.Seliger@iisb.fraunhofer.de

Für Studienfächer: EEI

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März