【摘要】：我國的柔性直流輸電工程在不斷的規(guī)劃與建設(shè)當(dāng)中,而作為換流閥的核心器件,壓接型IGBT模塊的工作可靠性非常重要。目前一種研發(fā)中的壓接型IGBT模塊內(nèi)子模組采用了一種聚醚醚酮(PEEK)框架作為安裝座,PEEK框架在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)直接承受高壓,而PEEK框架上的復(fù)雜尖角結(jié)構(gòu)造成的電場分布不均勻可能造成子模組內(nèi)部或框架間的放電現(xiàn)象,從而影響壓接型IGBT模塊的絕緣可靠性。首先,本文對(duì)比分析了材料導(dǎo)電特性的研究方法,針對(duì)PEEK材料導(dǎo)電特性,從被測(cè)試品和配套設(shè)備的設(shè)計(jì)開始,搭建了在不同溫度、不同電場強(qiáng)度下PEEK材料導(dǎo)電特性實(shí)驗(yàn)平臺(tái),實(shí)驗(yàn)獲得了 PEEK電導(dǎo)率的特性及影響因素,給出了 PEEK電導(dǎo)率隨溫度及場強(qiáng)變化的擬合公式。其次,采用頻域介電譜法的寬頻介電譜分析平臺(tái)在較寬溫度和頻率范圍對(duì)PEEK材料介電特性進(jìn)行了測(cè)量,分析了介電特性參數(shù)隨溫度和頻率的變化規(guī)律,并結(jié)合擴(kuò)展德拜模型進(jìn)行了擬合和分析。最后,本文針對(duì)工作電壓3300 V的IGBT器件搭建了壓接型IGBT子模組二維模型和兩凸臺(tái)壓接型IGBT子模組的三維電場計(jì)算模型,結(jié)合測(cè)量得到的PEEK材料導(dǎo)電特性和介電特性,仿真分析了不同溫度下子模組內(nèi)部和PEEK框架間的電場分布,并提出了可行的改善壓接型IGBT子模組電場分布的建議,為提高壓接型IGBT模塊絕緣性能提供了參考。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ317;TM721.1
【圖文】：

ａ逡逑圖１－３平行板電容器逡逑圖１－３中所示電容器不僅包含介質(zhì)體的部分和表面的部分，還包含其周圍的介逡逑質(zhì)。這意味著圖中電容器的總電阻包括體、表面和上下平行板的電阻。設(shè)其電阻為，逡逑介質(zhì)電導(dǎo)率則可以由式（１－２）表示。通過此方法得到材料的電導(dǎo)率需要準(zhǔn)確測(cè)量逡逑ＰＥＥＫ試品的電阻需要注意的是這種方法無法分別對(duì)體電導(dǎo)率和表面電導(dǎo)率進(jìn)逡逑行測(cè)量。其中ｍ邋ｐ分別表示材料的電導(dǎo)率、電阻率，為平行板面積。逡逑ＣＴ邋—邋一邋＝邐邋（１－２）逡逑ｐ邋ＲＳ逡逑（２）極化、去極化電流法（ＰＤＣ法）材料在外施電場作用下產(chǎn)生極化現(xiàn)象，此時(shí)逡逑產(chǎn)生有一定弛豫時(shí)間的、緩慢下降并趨于０的極化電流１Ｍ。當(dāng)撤去外施電場后，材逡逑料又將產(chǎn)生一個(gè)去極化電流。ＰＥＥＫ的極化、去極化電流如圖１－４所示，其中＾為逡逑對(duì)ＰＥＥＫ施加的直流電壓。逡逑ｕ，邋ｍ逡逑＼邐Ｕｏ逡逑Ｕｔ）逡逑Ｗ邋＾ｔ）逡逑圖１－４極化、去極化電流逡逑圖１－４中以／）表示加壓階段測(cè)量電流，其中含有極化電流和漏電流

邋Ｉ逡逑ａ逡逑圖１－３平行板電容器逡逑圖１－３中所示電容器不僅包含介質(zhì)體的部分和表面的部分，還包含其周圍的介逡逑質(zhì)。這意味著圖中電容器的總電阻包括體、表面和上下平行板的電阻。設(shè)其電阻為，逡逑介質(zhì)電導(dǎo)率則可以由式（１－２）表示。通過此方法得到材料的電導(dǎo)率需要準(zhǔn)確測(cè)量逡逑ＰＥＥＫ試品的電阻需要注意的是這種方法無法分別對(duì)體電導(dǎo)率和表面電導(dǎo)率進(jìn)逡逑行測(cè)量。其中ｍ邋ｐ分別表示材料的電導(dǎo)率、電阻率，為平行板面積。逡逑ＣＴ邋—邋一邋＝邐邋（１－２）逡逑ｐ邋ＲＳ逡逑（２）極化、去極化電流法（ＰＤＣ法）材料在外施電場作用下產(chǎn)生極化現(xiàn)象，此時(shí)逡逑產(chǎn)生有一定弛豫時(shí)間的、緩慢下降并趨于０的極化電流１Ｍ。當(dāng)撤去外施電場后，材逡逑料又將產(chǎn)生一個(gè)去極化電流。ＰＥＥＫ的極化、去極化電流如圖１－４所示，其中＾為逡逑對(duì)ＰＥＥＫ施加的直流電壓。逡逑ｕ，邋ｍ逡逑＼邐Ｕｏ逡逑Ｕｔ）逡逑Ｗ邋＾ｔ）逡逑圖１－４極化、去極化電流逡逑圖１－４中以／）表示加壓階段測(cè)量電流

應(yīng)該采用薄圓柱形ＰＥＥＫ試品，試品面積越大，表面積－體積比率越大，逡逑測(cè)量的精度將越高，ＰＥＥＫ試品的尺寸應(yīng)為２１００邋ｍｍ邋ｘ邋２１００邋ｍｍ，因此本文工作中逡逑米用如圖２－丨所示的直徑為１００邋ｍｍ、厚度３邋ｍｍ的ＰＥＫＫ圓片作為試品。逡逑）逡逑圖２－１邋ＰＥＥＫ被試品裸片逡逑ＰＥＥＫ材料采用國內(nèi)某公司生產(chǎn)的牌號(hào)為ＰＥＥＫ４５０Ｇ的產(chǎn)品，ＰＥＥＫ片外觀呈逡逑１０逡逑

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