双馈风电变流器IGBT功率模块动态结温计算及寿命预测

发布时间：2024-03-09 10:30

　　风电变流器是关系风电机组及其入网稳定性的重要环节,随着大规模风电机组的投入,变流器的可靠性问题也越来越受到重视。绝缘栅双极型晶闸管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)模块结温随出力连续波动,是造成变流器故障率高的主要原因。因此获取准确的IGBT结温是实现其状态监测和寿命预测的基础。基于此,本文以实际双馈风电机组(DFIG)变流器用IGBT功率模块为研究对象,针对模块封装杂散参数对开通动态特性的影响,重点研究了模块内部温度分布规律,并对电网电压跌落故障对变流器功率模块寿命的影响开展了研究。主要内容包括:(1)针对功率模块内部封装杂散参数提取困难,现有模型难以高效、准确评估杂散电感对模块内各并联芯片动态电流分布影响规律的问题。首先,基于IGBT功率模块物理结构建立了模块内部封装杂散电感模型;其次,结合已构建的杂散电感模型及IGBT开通特性,理论分析了杂散电感对各并联芯片开通电流分布的影响规律;最后,基于有限元的方法提取了模块封装杂散电感,并建立详细等效电路模型,对开通动态不均流的现象进行仿真及实验验证。(2)针对传统结温计算模型未考虑并联芯片间开...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.3IGBT模块内部热敏电阻示意图

图1.3IGBT模块内部热敏电阻示意图Fig.1.3PictureofthermalresistorinIGBTmodul仪对IGBT芯片结温进行直接照射非接触观测[19,20]，如图1.4所示。但需注意的是明封装材料并把待测器件的芯片表面涂破坏了模块封....

图1.4红外热成像检测器件结温Fig.1.4junctiontemperaturemeasurementwithinfraredcamera

图1.3IGBT模块内部热敏电阻示意图Fig.1.3PictureofthermalresistorinIGBTmodule成像仪对IGBT芯片结温进行直接照射非接触测量已的结温观测[19,20]，如图1.4所示。但需注意的是，在测热的透明封装材料并把待....

图1.5IGBT功率模块热阻网络模型

1绪论]。该方法具有较高的灵敏度，可以在100μs内快速实现结温检测[21]，具应用前景。但该方法是在应用前需要大量的实验进行数据拟合，且仅适封IGBT模块，对已塑封运行中的IGBT模块需要添加额外的测试及驱动一动态热敏感电参数在不同应用工况下所表现出的性能指标也相差甚....

图2.8激励源设置Fig.2.8Settingsourceandsink

2考虑杂散电感影响的IGBT功率模块动态均流特性极输入引出端到芯片门极为LG，从芯片发射极到发射极引出端为LR。图2.6(a)负向导通路径中功率回路1为下桥臂IGBT导通，拆分方法与正向导通路径同理。如图2.8所示为提取芯片Q1对应集电极电感LC1施....

本文编号：3923289