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考虑多热源耦合的风电变流器IGBT模块结温评估模型 被引量：28
1
作者 李辉 刘盛权 +3 位作者 李洋 杨东 梁媛媛 刘静 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期51-56,共6页
为了更准确地描述大功率风电机组变流器IGBT模块内并联芯片的结温,提出一种考虑多热源耦合影响的变流器功率模块结温评估改进模型。从实际2 MW双馈风电机组变流器IGBT模块内部结构和材料参数出发,利用有限元方法分析IGBT模块内多芯片的... 为了更准确地描述大功率风电机组变流器IGBT模块内并联芯片的结温,提出一种考虑多热源耦合影响的变流器功率模块结温评估改进模型。从实际2 MW双馈风电机组变流器IGBT模块内部结构和材料参数出发,利用有限元方法分析IGBT模块内多芯片的结温分布和稳态热耦合影响。引入等效耦合热阻抗概念,推导功率模块芯片间热阻抗关系矩阵,并建立考虑多芯片热源影响的IGBT模块改进热网络模型。以某H93-2MW双馈风电机组为例,对比分析了不同功率损耗下改进模型的芯片结温计算结果与有限元和常规热网络模型结果。结果表明了考虑多热源耦合影响的风电变流器功率模块内部芯片结温计算的必要性和有效性,且热耦合影响程度与不同的芯片间距密切相关,需重点关注非边缘位置芯片的热分布。 展开更多
关键词 风电 变流器 双馈发电机 功率模块 多热源耦合 结温计算 评估 模型 igbt
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计及焊层疲劳影响的风电变流器IGBT模块热分析及改进热网络模型 被引量：20
2
作者 李辉 胡姚刚 +2 位作者 刘盛权 李洋 刘志祥 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第13期80-87,共8页
针对不同疲劳寿命时期对风电变流器绝缘栅双极型晶闸管(IGBT)模块结温的影响,分析焊层在不同脱落度下的IGBT模块热阻变化规律,并建立考虑热阻变化的改进热网络模型。首先,依据风电机组变流器IGBT模块的结构和材料属性,建立三维有限元热... 针对不同疲劳寿命时期对风电变流器绝缘栅双极型晶闸管(IGBT)模块结温的影响,分析焊层在不同脱落度下的IGBT模块热阻变化规律,并建立考虑热阻变化的改进热网络模型。首先,依据风电机组变流器IGBT模块的结构和材料属性,建立三维有限元热-结构耦合分析模型,对基板焊层和芯片焊层在不同脱落度下IGBT模块结温和热应力的分布规律进行仿真分析。其次,确定不同焊层脱落度下其热阻增量值,并建立IGBT模块改进热网络模型。最后,将三维有限元模型和改进热网络模型的结温计算结果进行对比分析,验证了所提的改进热网络模型的有效性。 展开更多
关键词 风电变流器 igbt 模块 焊层脱落 结温计算
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IGBT损耗和结温计算研究 被引量：16
3
作者 杨洪波 王征宇 黄宜山 《大功率变流技术》 2016年第1期30-33,52,共5页
介绍了基于数学模拟方法的IGBT损耗计算模型以及计算IGBT结温所采用的等效热路模型,在此基础上提出了一种连续工作损耗和瞬时结温计算方法,并针对器件生产厂家提供的计算软件存在的限制和不足问题,开发了一款新的损耗和结温计算软件。... 介绍了基于数学模拟方法的IGBT损耗计算模型以及计算IGBT结温所采用的等效热路模型,在此基础上提出了一种连续工作损耗和瞬时结温计算方法,并针对器件生产厂家提供的计算软件存在的限制和不足问题,开发了一款新的损耗和结温计算软件。仿真及样机实测数据证实了所述损耗和结温计算方法及计算软件的有效性。 展开更多
关键词 igbt 损耗计算 结温计算 等效热路模型 计算软件
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自动驾驶电力机车牵引变流器中IGBT寿命损耗优化策略 被引量：8
4
作者 徐绍龙 倪强 +1 位作者 李学明 谭永光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第18期6381-6389,共9页
作为牵引变流器的核心部件,IGBT模块寿命损耗很大程度上直接决定了牵引变流器全寿命周期成本。为此文中在不影响机车整车输出牵引性能的基础上,提出一种基于电力机车各轴牵引力动态分配的IGBT寿命损耗最优策略,以降低牵引变流器全寿命... 作为牵引变流器的核心部件,IGBT模块寿命损耗很大程度上直接决定了牵引变流器全寿命周期成本。为此文中在不影响机车整车输出牵引性能的基础上,提出一种基于电力机车各轴牵引力动态分配的IGBT寿命损耗最优策略,以降低牵引变流器全寿命周期成本。基于牵引电机结构原理与相关现场数据,该方法首先建立IGBT寿命损耗与牵引力及区间速度的量化模型;然后基于上述量化模型与机车自动驾驶系统规划的区间速度及牵引力发挥曲线对不同牵引力分配策略下逆变器IGBT寿命损耗进行实时计算,得出寿命损耗最优的牵引电机功率分配方案,控制机车各轴牵引电机输出。最后,基于HXD1自动驾驶机车现场某区间运行数据,对所提方法进行测试,验证所提方法的有效性。 展开更多
关键词 igbt寿命 损耗模型 结温计算 牵引力分配
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计及IGBT模块键合线与芯片焊料层老化的热网络法结温计算
5
作者 何梦宇 许智亮 +2 位作者 谢望玉 葛兴来 王为介 《铁道机车车辆》 北大核心 2024年第4期28-35,共8页
文中提出一种计及IGBT模块键合线与芯片焊料层老化的热网络法结温计算,基于Simulink对短时间尺度下损耗与结温的相互依赖关系进行更新,并分别通过双脉冲测试及有限元仿真修正长时间尺度下键合线与芯片焊料层老化对IGBT结温计算的影响,... 文中提出一种计及IGBT模块键合线与芯片焊料层老化的热网络法结温计算,基于Simulink对短时间尺度下损耗与结温的相互依赖关系进行更新,并分别通过双脉冲测试及有限元仿真修正长时间尺度下键合线与芯片焊料层老化对IGBT结温计算的影响,在此基础上,根据芯片焊料层不同老化状态下键合线的应力特征,实现两种老化模式的相互关联,较为准确地计算IGBT结温。最终利用试验平台与传统结温计算方法进行对比验证了所提结温计算方法的准确性。该结温计算方法有助于在实际运行工况及IGBT模块老化状态下精确计算结温。 展开更多
关键词 igbt结温计算 热网络模型法 模块老化 双脉冲试验 有限元仿真
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计及流-热耦合热网络模型的IGBT结温计算 被引量：5
6
作者 许智亮 葛兴来 +2 位作者 李金 柯倩霞 朱丹 《电气工程学报》 CSCD 2022年第2期19-26,共8页
绝缘栅双极型晶体管(Insulated gate bipolar transistor,IGBT)的结温计算对于评估其剩余寿命、保障电力电子变换器可靠运行具有重要意义。传统的热网络法忽略了模块与散热器之间真实的传热过程,难以准确有效计算结温变化,为此,提出一... 绝缘栅双极型晶体管(Insulated gate bipolar transistor,IGBT)的结温计算对于评估其剩余寿命、保障电力电子变换器可靠运行具有重要意义。传统的热网络法忽略了模块与散热器之间真实的传热过程,难以准确有效计算结温变化,为此,提出一种计及流-热耦合的热网络模型的IGBT结温计算方法。该方法通过考虑流-热耦合的有限元仿真提取得到IGBT模块与散热器的热网络模型,根据易于获取的散热器水温作为温度参考点计算IGBT结温。为验证模型有效性,搭建了功率循环加速老化试验平台提取结温变化曲线。结果表明,所提的热网络模型能够更加真实准确地计算IGBT结温,可以为实际应用中IGBT模块的可靠性评估、剩余寿命预测提供更加真实准确的结温变化数据。 展开更多
关键词 igbt 结温计算 热网络模型 流-热耦合
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基于热传导模型的IGBT结温计算方法 被引量：1
7
作者 陈新 王益民 王鹏 《机车电传动》 北大核心 2021年第5期111-114,共4页
针对IGBT芯片结温难以直接测量的问题,提出了一种基于热传导模型的IGBT结温计算方法。基于经典的Cauer型RC网络结构,建立了变流器热传导模型;结合传递函数概念和热传导模型结构,完成了变流器热传导模型的参数识别;通过查阅IGBT产品手册... 针对IGBT芯片结温难以直接测量的问题,提出了一种基于热传导模型的IGBT结温计算方法。基于经典的Cauer型RC网络结构,建立了变流器热传导模型;结合传递函数概念和热传导模型结构,完成了变流器热传导模型的参数识别;通过查阅IGBT产品手册以及实际工作工况,计算得到IGBT实时功率损耗;最终通过MATLAB/Simulink进行仿真计算,得到变流器IGBT芯片的实时结温。此方法实现了IGBT芯片结温的快速计算,为IGBT可靠性和寿命评估提供了数据支撑,同时也为功率模块及变流器的设计研发提供了新的科学依据。 展开更多
关键词 igbt芯片 热传导模型 功率损耗 结温计算 仿真
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