风电变流器中功率半导体器件可靠性评估及其改善措施的研究
风电变流器中功率半导体器件可靠性评估及其改善措施的研究【摘要】:传统化石能源的局限性促使了新能源发电的应用与发展,尤其是风力发电。然而调查结果表明,作为风力发电系统的核心组件,功率
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM614;TM46
【目录】:
- 中文摘要3-5
- ABSTRACT5-9
- 1 绪论9-25
- 1.1 引言9
- 1.2 功率半导体器件可靠性相关研究的分析9-23
- 1.2.1 功率半导体器件可靠性评估的研究内容9-17
- 1.2.2 提高功率半导体器件可靠性的研究内容17-22
- 1.2.3 目前存在的主要问题22-23
- 1.3 论文研究的主要内容23-25
- 2 风电变流器中功率半导体器件的热载荷评估25-45
- 2.1 引言25
- 2.2 风电变流器中IGBT模块结温评估的流程25-30
- 2.2.1 风机系统功率输出特性26-28
- 2.2.2 变流器中IGBT模块的功率损耗模型28-29
- 2.2.3 变流器中IGBT模块的热网络模型29-30
- 2.3 IGBT模块的结温数值计算方法30-34
- 2.3.1 IGBT模块开关周期的结温计算31-32
- 2.3.2 IGBT模块基频周期的结温计算32-34
- 2.4 结温数值计算方法的数值比较34-37
- 2.5 结温数值计算方法的实验验证37-44
- 2.5.1 基于红外热成像仪的IGBT结温在线测量实验平台38-40
- 2.5.2 基于红外热成像仪测量IGBT结温数据的实验比较40-44
- 2.6 本章小结44-45
- 3 风电变流器中功率半导体器件的可靠性评估45-59
- 3.1 引言45
- 3.2 风电变流器IGBT模块可靠性的多时间尺度评估45-52
- 3.2.1 风电变流器中IGBT模块多时间尺度寿命评估流程45-47
- 3.2.2 IGBT模块的多时间尺度热载荷47-50
- 3.2.3 IGBT模块的多时间尺度寿命模型50-52
- 3.3 IGBT模块的多时间尺度寿命消耗的评估结果52-56
- 3.3.1 IGBT模块可靠性的多时间尺度评估52-53
- 3.3.2 IGBT模块多时间尺度寿命消耗的分布规律53-56
- 3.4 气温波动对IGBT模块不同时间尺度寿命消耗的影响56-58
- 3.5 本章小结58-59
- 4 提高风电变流器中功率半导体器件可靠性的措施59-69
- 4.1 引言59
- 4.2 基于功率器件寿命消耗分布的变流器热管理思路59-61
- 4.3 空间矢量调制策略对风电变流器的影响61-65
- 4.3.1 不同空间矢量调制策略下IGBT模块的寿命评估62-63
- 4.3.2 空间矢量调制策略对变流器电能质量的影响63-65
- 4.4 风电变流器中IGBT模块可靠性的混合调制方法65-67
- 4.4.1 混合调制序列下IGBT模块的寿命评估65-67
- 4.4.2 变流器电能质量的数值分析67
- 4.5 本章小结67-69
- 5 结论与展望69-71
- 5.1 论文工作总结69-70
- 5.2 后续研究工作展望70-71
- 致谢71-73
- 参考文献73-81
- 附录81-82
- A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录81-82
- B. 作者在攻读硕士学位期间申请的发明专利82
- C. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目82
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