考虑多热源耦合的风电变流器IGBT模块结温评估模型

【摘要】：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。 【作者单位】： 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室;重庆科凯前卫风电设备有限责任公司;中船重工(重庆)海装风电设备有限公司;
【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
【基金】：国际科技合作专项资助项目(2013DFG61520) 国家自然科学基金资助项目(51377184) 中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(CDJZR12150074) 重庆市集成示范计划项目(CSTC2013JCSF70003)~~
【分类号】：TM614;TM46
【正文快照】： 0引言变流器作为风电机组电能回馈至电网的关键控制环节,其可靠运行对并网风电机组的电能质量以及安全稳定性至关重要[1]。由于风电机组长时间、频繁和大范围的随机出力变化以及机侧变流器可能长期处于较低工作频率下运行,风电变流器运行可靠性问题近年来已经引起了国内外学者

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