基于结温监测的风电IGBT热安全性和寿命耗损研究

针对风电变流器中的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块,研究模块结温实时监测方法及基于结温序列的模块热安全性和寿命耗损的评估方法。建立IGBT模块结温实时监测模型,该模型主要包括计及风速的风机模型和计及环境温度的电热耦合模型。对监测到的IGBT模块实时结温序列进行短时间尺度的特征参数序列提取,进而对模块进行热安全性评估,基于Lesit寿命模型和线性损伤累积理论对模块寿命耗损进行定量研究。结果表明,冬天影响IGBT模块安全性的因素主要是温度波动,夏天影响IGBT模块安全性的因素包括温度波动和高值温度(即某时段温度序列概率最大值对应的温度),温度差值是造成IGBT损伤的主因之一,风电IGBT模块夏天的寿命耗损远远高于冬天。