计及焊层疲劳影响的风电变流器IGBT模块热分析及改进热网络模型

发布时间：2019-02-16 16:43

【摘要】：针对不同疲劳寿命时期对风电变流器绝缘栅双极型晶闸管(IGBT)模块结温的影响,分析焊层在不同脱落度下的IGBT模块热阻变化规律,并建立考虑热阻变化的改进热网络模型。首先,依据风电机组变流器IGBT模块的结构和材料属性,建立三维有限元热-结构耦合分析模型,对基板焊层和芯片焊层在不同脱落度下IGBT模块结温和热应力的分布规律进行仿真分析。其次,确定不同焊层脱落度下其热阻增量值,并建立IGBT模块改进热网络模型。最后,将三维有限元模型和改进热网络模型的结温计算结果进行对比分析,验证了所提的改进热网络模型的有效性。
[Abstract]:In view of the influence of different fatigue life periods on the junction temperature of insulated bipolar thyristor (IGBT) modules in wind power converters, the thermal resistance of IGBT modules under different shedding degrees is analyzed, and an improved thermal network model considering the variation of thermal resistance is established. Firstly, according to the structure and material properties of wind turbine converter IGBT module, a three-dimensional finite element thermal-structural coupling analysis model is established. The thermal stress distribution of IGBT module junction is simulated and analyzed under different shedding degree of substrate welding layer and chip welding layer. Secondly, the increment value of thermal resistance is determined under different shedding degree of welding layer, and the improved thermal network model of IGBT module is established. Finally, the results of the junction temperature calculation of the 3D finite element model and the improved thermal network model are compared and analyzed to verify the effectiveness of the proposed improved thermal network model.
【作者单位】： 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学);国网江西省电力公司赣州供电分公司;重庆科凯前卫风电设备有限责任公司;
【基金】：国家自然科学基金(51377184) 国际科技合作专项(2013DFG61520) 重庆市集成示范计划(CSTC2013JCSF70003) 中央高校基本科研业务费专项基金(CDJZR12150074) 重庆市研究生科研创新(CYB14014)项目资助
【分类号】：TM46;TM614

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本文编号：2424640