基于光纤光栅传感器的IGBT温度监测系统

发布时间：2024-04-23 20:54

　　柔性直流输电是继交流输电和常规直流输电之后的新一代输电技术。目前,它被认为是实现直流电网和新能源并网的最具潜力的输电方式,也是未来智能电网建设的关键技术。换流阀是柔性直流换流站的核心设备,换流阀一旦出现故障,不仅会导致直流输电的停运,甚至会引发重大的安全事故。造成换流阀故障的因素有多种,其中芯片结温过高或结温波动过大,均会影响电力电子器件的工作性能,降低其可靠性。因此,加强电力电子器件结温的监测,对其进一步优化设计、可靠性分析和寿命预测具有重要意义。为了有效地监测结温的变化,有必要寻找一种长期有效的监测手段,对电力电子装置的运行状态进行监测,并在其影响输电工程正常运行之前采取有效措施。光纤光栅传感技术的不断发展以及其在工程实践中的广泛应用,为绝缘栅双极型晶体管(Insulate Gate Bipolar Transistor,IGBT)的结温监测提供了一种新思路。光纤光栅传感器在实际工程中的应用,不仅可以监测电力电子器件的工作状态,提供报警信息,还可以为IGBT芯片热分析提供有价值的数据。本文利用有限元分析软件ANSYS对换流阀模块进行热仿真分析,依据实际模块结构建立相应的三维模型,通...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-2红外光成像测温③物理接触法物理接触法[13-15]

图1-2红外光成像测温理接触法接触法[13-15]是传统的热电阻或热电偶温度传感器，与IGBT模块的芯的方法。该方法原理简单，但是IGBT芯片的表面布满通流的键和引元件不易封装，若封装方法不合理会产生较大的误差。该方法同样装，去除硅胶。同时需要将电信号转换为温度信息，....

图2-1光纤布拉格光栅反射谱

2*222222(0)sinh()cosh()sinh()(0)BsLRssLsLAκκδ==+(2-7)2222222s==cosh()sinh()0ATssLsLA+δ（L）（）(2-8)上式(2-7)、(2-8)....

图3-1ASE宽带光源

纤光栅作为传感器时，如欲获得更宽的测量带宽，可以使用m1565nm）宽光谱光源[39-41]，如果要求检测灵敏度高，光源输出功体激光器。但是一般情况下，两者不可兼具，但是随着技术的快速发光纤宽带光源和半导体扫描激光器可同时满足两者需求。1.1ASE宽带光源室ASE宽带....

图3-3DBR激光器

光栅阵列的传感系统中，功率直接影响测量精度。谐激光器随着光通信的发展和需求带动了波长可调谐激光器的类方法，根据可调范围：可分为窄范围可调和宽范围在几百GHz范围内，宽范围可调激光器可以覆盖整个分为机械控制、温度控制和电流控制。机械控制主要，温度控制是通过改变激光器有源区的输出....

本文编号：3962745