考虑多热源耦合的风电变流器IGBT模块结温评估模型
本文选题：风电 + 变流器 ； 参考：《电力自动化设备》2016年02期
【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。
[Abstract]:In order to more accurately describe the junction temperature of the parallel chip in the IGBT module of the high-power wind turbine converter, an improved model for evaluating the junction temperature of the converter power module considering the effect of multi-heat source coupling is proposed. Based on the internal structure and material parameters of the IGBT module of the actual 2 MW doubly-fed wind turbine converter, the effect of junction temperature distribution and steady-state thermal coupling of the multi-chip in the IGBT module is analyzed by using the finite element method. The concept of equivalent coupling thermal impedance is introduced to deduce the thermal impedance relation matrix between power modules and the improved thermal network model of IGBT module considering the influence of multi-chip heat sources is established. Taking a H93-2MW doubly-fed wind turbine as an example, the chip junction temperature calculation results of the improved model under different power losses are compared with those of the finite element model and the conventional thermal network model. The results show that it is necessary and effective to calculate the chip-junction temperature in the power module of wind power converter considering the influence of multi-heat source coupling, and the influence degree of thermal coupling is closely related to the different chip spacing. Emphasis should be placed on the thermal distribution of non-edge chips.
【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;
【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
【参考文献】
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【共引文献】
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，本文编号：1944904
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