Application prospective of Silicon Carbide (SiC) in railway vehicles

Brenna, Morris; Foiadelli, Federica; Zaninelli, Dario; Barlini, Davide

doi:10.1109/aeit.2014.7002062

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“…WBG power electronics can reduce the power lost in electric rail by about half (see Figure 5-5), from 5 -6% to 2 -3% of the total energy used by the train (Hamada et al 2015;Brenna et al 2014;Mitsubishi Electric Corporation 2015b, 2015a). This will reduce the energy required from the grid and increase the amount sent back via regenerative breaking.…”

Section: Wbg In Railmentioning

confidence: 99%

“…Mitsubishi has also begun testing SiC in an auxiliary inverter, reducing size (15%) and power loss (30%) (Brenna et al 2014). Fuji, in conjunction with Central Japan Railway Company, the Japanese National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (NIAIST), Sumitomo Electric and ULVAC, Inc., has also produced a 3.3kV full SiC module and has begun testing on N700 Shinkansen in Japan (Fuji Electric Co. Ltd 2015b).…”

Section: Wbg-rail Integration Researchmentioning

confidence: 99%

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Wide Bandgap Semiconductor Opportunities in Power Electronics

Das

Marlino

Armstrong

2018

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Section: Wbg In Railmentioning

confidence: 99%

Section: Wbg-rail Integration Researchmentioning

confidence: 99%

Wide Bandgap Semiconductor Opportunities in Power Electronics

Das

Marlino

Armstrong

2018

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“…Dieser wird durch die hohen Schaltfrequenzen notwendig und hat zusätzlich auch in diesem Bereich einen höheren Wirkungsgrad. Die Kosten steigen durch den Einsatz des teureren Siliciumcarbids [11].…”

Section: Elektromagnetischer Entwurf Beider Lösungsansätzeunclassified

Steigerung der Leistungsdichte und des Wirkungsgrades von Straßenbahnantrieben durch den Einsatz hochdrehender Maschinen

Heckele

Tesar

Igelspacher³

et al. 2022

Elektrotech. Inftech.

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ZusammenfassungDer Einsatz einer hochdrehenden Antriebsmaschine in einem Straßenbahnfahrzeug ermöglicht die Steigerung des Wirkungsgrades und der Leistungsdichte. Aus einem Referenzsystem werden die Anforderungen an den hochdrehenden Motor abgeleitet. Das Referenzsystem bildet ein Bestandsstraßenbahnfahrzeug ab, welches in Zürich eingesetzt wird. Mittels einer systematischen Technologieauswahl werden verschiedene Antriebskonzepte hinsichtlich ihrer Eignung für die Anwendung verglichen. Dabei werden verschiedene Maschinenkonzepte, Konstruktionslösungen sowie Kühlkonzepte betrachtet. Ausgewählt wird eine Asynchronmaschine mit einer Maximaldrehzahl von 20.000 min−1 und einer S1-Dauerleistung von 75 kW. Die Asynchronmaschine ist als Innenläufermaschine mit Flüssigkeitskühlung ausgeführt, basierend auf dem Anforderungskatalog. Anschließend wird ein Vergleich mit dem Referenzantrieb durchgeführt und zum Schluss ein Prototyp gefertigt.

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“…Some works have presented the influence of SiC‐based devices on railway traction systems in general, like [15], and in particular on the auxiliary power supplies [16], on the DC/DC isolated converters [17], and on the power line system [18, 19]. However, the unavailability of SiC power modules reduces the number of publications, resulting only in works with working sample devices.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Railway traction DC–DC converter: Comparison of Si, SiC‐hybrid, and full SiC versions with 1700 V power modules

Rujas

López

Garcia-Bediaga

et al. 2019

IET Power Electronics

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The influence of the silicon carbide (SiC) technology in terms of volume, weight, efficiency, and cost in a 225 kW DC-DC railway converter is detailed in this study. Three different power modules technologies have been used: 'traditional' siliconbased power modules, SiC-hybrid modules, and the newest full-SiC power modules available in the market. An experimental comparison of the SiC-hybrid and full-SiC modules is presented, showing their switching waveforms compared with those of the original Si modules. The highest speeds obtained by the SiC technology make the use of the traditional power module packages impossible employing Si technology. Hence, the first full-SiC modules available in the market are offered in low current ratings, requiring the complete redesign of the power converter to take advantage of the capabilities of the full-SiC modules. The railway power converter under study in this work is nowadays used to regenerate the braking energy in a DC 750 V tram with some catenary-free areas. As a final result, a full-SiC version of converter is achieved.

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Application prospective of Silicon Carbide (SiC) in railway vehicles

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Wide Bandgap Semiconductor Opportunities in Power Electronics

Wide Bandgap Semiconductor Opportunities in Power Electronics

Steigerung der Leistungsdichte und des Wirkungsgrades von Straßenbahnantrieben durch den Einsatz hochdrehender Maschinen

Railway traction DC–DC converter: Comparison of Si, SiC‐hybrid, and full SiC versions with 1700 V power modules

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