| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第8-14页 |
| 1.1 课题背景及研究意义 | 第8-10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-12页 |
| 1.2.1 风电变流器 IGBT 模块结温研究现状 | 第10-11页 |
| 1.2.2 风电变流器 IGBT 模块可靠性研究现状 | 第11-12页 |
| 1.3 本文的研究内容 | 第12-14页 |
| 2 IGBT 模块电热耦合特性及失效机理 | 第14-22页 |
| 2.1 引言 | 第14页 |
| 2.2 IGBT 模块电热耦合特性 | 第14-18页 |
| 2.2.1 IGBT 模块封装结构 | 第14-15页 |
| 2.2.2 IGBT 模块热传递过程分析 | 第15-16页 |
| 2.2.3 不同结温下 IGBT 模块损耗特性 | 第16-18页 |
| 2.3 IGBT 模块失效机理 | 第18-20页 |
| 2.3.1 热机械应力失效 | 第18-20页 |
| 2.3.2 过电应力失效 | 第20页 |
| 2.4 小结 | 第20-22页 |
| 3 基于开关周期损耗分析的 IGBT 模块结温计算方法 | 第22-40页 |
| 3.1 引言 | 第22页 |
| 3.2 不同工作模式 IGBT 模块开关周期损耗计算 | 第22-28页 |
| 3.2.1 IGBT 模块损耗计算原理 | 第22-24页 |
| 3.2.2 逆变/整流模式下 IGBT 模块开关周期损耗计算方法 | 第24-28页 |
| 3.3 基于开关周期损耗分析的 IGBT 模块结温计算模型 | 第28-32页 |
| 3.3.1 IGBT 与 FWD 器件的等效热网络 | 第28-29页 |
| 3.3.2 变流器 IGBT 模块结温计算模型 | 第29-31页 |
| 3.3.3 基于 MATLAB/Simulink 的 IGBT 模块结温仿真模型 | 第31-32页 |
| 3.4 实例比较和验证 | 第32-37页 |
| 3.4.1 常规结温计算方法 | 第32-33页 |
| 3.4.2 不同结温计算方法的实例比较 | 第33-36页 |
| 3.4.3 本文结温计算方法的实例验证 | 第36-37页 |
| 3.5 小结 | 第37-40页 |
| 4 双馈风电变流器 IGBT 模块结温仿真及分析 | 第40-56页 |
| 4.1 引言 | 第40页 |
| 4.2 双馈风电机组建模及运行特性 | 第40-46页 |
| 4.2.1 双馈风力发电机的工作原理 | 第40-41页 |
| 4.2.2 风力机控制特性 | 第41-42页 |
| 4.2.3 变流器控制策略 | 第42-44页 |
| 4.2.4 双馈风电机组运行特性分析 | 第44-46页 |
| 4.3 机侧及网侧变流器 IGBT 模块稳态结温分析 | 第46-54页 |
| 4.3.1 双馈风电变流器 IGBT 模块损耗及结温计算模型 | 第46-47页 |
| 4.3.2 机侧及网侧变流器 IGBT 模块损耗分析 | 第47-50页 |
| 4.3.3 机侧及网侧变流器 IGBT 模块稳态结温分析 | 第50-54页 |
| 4.4 小结 | 第54-56页 |
| 5 计及湍流风速的机侧变流器 IGBT 模块功率循环能力评估 | 第56-68页 |
| 5.1 引言 | 第56-57页 |
| 5.2 机侧变流器 IGBT 模块失效模型 | 第57-58页 |
| 5.2.1 器件功率循环失效模型 | 第57-58页 |
| 5.2.2 机侧变流器 IGBT 模块的 MTBF 计算模型 | 第58页 |
| 5.3 湍流风速对机侧变流器结温波动的影响 | 第58-61页 |
| 5.3.1 短期湍流风速仿真 | 第58-60页 |
| 5.3.2 湍流风速对结温波动的影响 | 第60-61页 |
| 5.4 机侧变流器 IGBT 模块功率循环能力改进评估模型 | 第61-64页 |
| 5.4.1 基于雨流算法的随机结温波动信息提取 | 第61-62页 |
| 5.4.2 IGBT 模块循环能力改进评估模型 | 第62-64页 |
| 5.5 风速对 IGBT 模块循环能力的影响 | 第64-67页 |
| 5.5.1 年平均风速的影响 | 第64-66页 |
| 5.5.2 湍流强度的影响 | 第66-67页 |
| 5.6 小结 | 第67-68页 |
| 6 结论与展望 | 第68-70页 |
| 致谢 | 第70-72页 |
| 参考文献 | 第72-78页 |
| 附录 | 第78-79页 |
| A. 变流器及 IGBT 模块参数 | 第78页 |
| B. 1.5 MW 双馈风电机组的主要仿真参数 | 第78页 |
| C. 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目 | 第78-79页 |
