基于风速参数的机侧变流器瞬态热参数研究

摘要

风机的长时间、频繁以及大范围的随机出力导致机侧变流器承受剧烈的交变应力,而IGBT模块失效主要与承受的温度和交变的应力相关,因此研究基于风速参数对于机侧变流器功率器件热应力的影响规律,对准确评估器件可靠性和实现动态寿命管理具有现实意义.论文基于考虑温度和器件工作模式的开关周期损耗计算方法,结合所建立的IGBT模块电-热-应力模型,从风速的变化造成的IGBT模块热-应力性能参数差异的角度出发,建立了可以通过风速数据直接预测热应力的模型关系.结果表明IGBT器件热-应力参数如温度波动幅值以及焊料层所承受von mises应力变化规律与变流器输出频率变化趋势相反,均随着变流器输出频率增大(减小)而降低(升高),在同步转速附近最为显著,且结温波动频率与输出频率相同.