【摘要】：近年來,大功率電力電子變流理論和方法作為國家科技重點領域的基礎性技術(shù),支撐著新能源汽車、海上風力發(fā)電、工業(yè)變頻驅(qū)動和柔性直流輸電等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。與此同時,隨著應用系統(tǒng)向更高電壓等級、更大功率容量的方向發(fā)展,電力電子裝置尤其是內(nèi)部的大功率IGBT模塊已成為制約系統(tǒng)整體可靠性提升的瓶頸。大功率IGBT模塊結(jié)溫和老化等健康狀態(tài)信息的實時提取研究對于實現(xiàn)模塊生命周期健康狀態(tài)優(yōu)化管理,進而提升整個系統(tǒng)的可靠性具有重大意義,因此正日益成為電力電子領域研究的熱點。然而,縱觀近年來模塊健康狀態(tài)提取研究成果,尚存在驅(qū)動集成能力不足、作用機理分析不夠明晰和采樣校正難度較高等瓶頸,在實時應用方面難以取得突破性進展�；谏鲜霰尘�,本論文從應用需求和主要挑戰(zhàn)出發(fā),對大功率IGBT模塊老化和結(jié)溫信息提取開展深入研究。首先,在老化信息提取方面,本文在優(yōu)化模塊集總電路參數(shù)模型的基礎上,提出了計及老化工況的大功率IGBT模塊分布式電路參數(shù)模型。基于該模型,本論文通過理論分析、軟件仿真和剪線試驗等方式量化分析了鍵合線老化不同部位、形式和程度對于模塊開通過程暫態(tài)特性的影響規(guī)律和作用機理,并提出了若干動態(tài)老化敏感電參數(shù),為模塊老化信息實時提取研究提供了理論依據(jù);其次,在結(jié)溫信息提取方面,本文建立了大功率IGBT模塊開通階段集電極電流上升過程的量化數(shù)學模型,證明了當負載電流滿足一定條件時,開通過程(dic/dt)max僅受結(jié)溫影響而與負載電流無關(guān)的結(jié)論,進而提出了一種適用于各型號IGBT模塊的電壓型無電流傳感器的結(jié)溫提取方案,為模塊結(jié)溫提取的驅(qū)動集成和在線應用提供了新的思路。最后,論文研制了能夠同時容納多個大功率IGBT模塊獨立進行功率循環(huán)測試的直流加速老化試驗平臺,為后續(xù)結(jié)溫和老化對模塊復合影響軌跡和作用機理的研究以及模塊全生命周期內(nèi)結(jié)溫和老化信息解耦提取的實現(xiàn)提供平臺基礎。
【圖文】：

ＩＧＢＴ正用體可靠逡逑性的提升。本章基于這一可靠性匹配矛盾，闡述了大功率ＩＧＢＴ模塊在全生命周逡逑期內(nèi)的故障機理及主要誘因，得出了功率模塊健康狀態(tài)在線提取在學術(shù)研究和工逡逑程應用領域的重大意義。最后在總結(jié)ＩＧＢＴ模塊健康狀態(tài)在線提取領域的研究現(xiàn)逡逑狀以及存在的主要挑戰(zhàn)后，概述了本碩士學位論文的主要研究內(nèi)容。逡逑１．１目的與意義逡逑近年來，隨著世界范圍內(nèi)人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)的迅速發(fā)展，，以綠色逡逑環(huán)保、共享經(jīng)濟和柔性制造為核心特征的新一代技術(shù)革命已經(jīng)席卷而來，如何搶逡逑占先發(fā)優(yōu)勢，加快布局戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，已成為我國在未來十年中科技戰(zhàn)略的重逡逑要環(huán)節(jié)。根據(jù)《中國制造２０２５》和《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》指逡逑示，我國已將新能源汽車、海上風力發(fā)電和高端電力裝備制造等產(chǎn)業(yè)提升至國家逡逑戰(zhàn)略高度［１－２］。近年來，在國家政策、科研機構(gòu)和資本市場的大力推動下，新能逡逑源汽車、海風發(fā)電和以工業(yè)變頻器為代表的高端裝備制造等行業(yè)已獲得爆發(fā)式增逡逑長，如圖１．１－１．２所示３－５。逡逑

戰(zhàn)略高度［１－２］。近年來，在國家政策、科研機構(gòu)和資本市場的大力推動下，新能逡逑源汽車、海風發(fā)電和以工業(yè)變頻器為代表的高端裝備制造等行業(yè)已獲得爆發(fā)式增逡逑長，如圖１．１－１．２所示［３－５］。逡逑５００００邐８０００逡逑４００００邐Ｈ逡逑■邋６０００逡逑３００００邐５逡逑４０００逡逑２００００逡逑１００００邋：邋｜邋＾邋｜邋；邋４邋＾邋２０００逡逑Ｉ邋４邋kw；＿邋Ｉ邐Ｉ逡逑Ａ邐ｍｉ邋＾ｎｎ邋１ｉ邋１１邋ｎ邐■－邋＿邋■邋－■邐■邋邋邋．邐．．．．逡逑ｑ邋ｗｉ—，，一邐ｉｉ＂川邋＿ｉ“ｄｌ邐－ｍｍａｍｍ邐ｍｍｍｍ邐Ｊｍｍｍｋ邐，ｍｅｍｍ邐＼ＪＭｍｍ邐ｔＪＫｔＳｍｉ邐ｊＭｔｍｍ邐ｊｔＳＳＭｉｌｍ邐ｒ．逡逑２０１０邐２０１１邐２０１２邐２０１３邐２０１４邐２０１５邐２０１６邐２０１７邐２０１８邐２０１９邐２０２０逡逑世界海上風電累計裝機容量（ＭＷ）邋＿中國海上風電累計裝機容量（ＭＷ）逡逑圖１．１全球和中國海上風電裝機總量趨勢圖逡逑１逡逑
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN322.8

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 馬偉明;;艦船綜合電力系統(tǒng)中的機電能量轉(zhuǎn)換技術(shù)[J];電氣工程學報;2015年04期

2 楊永軍;;溫度測量技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展概述[J];計測技術(shù);2009年04期

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 羅皓澤;基于動態(tài)熱敏電參數(shù)法的大容量IGBT模塊結(jié)溫在線提取原理和方法研究[D];浙江大學;2015年

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 羅少文;我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D];復旦大學;2008年

本文編號：2605290