三相电压源逆变器内部IGBT模块温度的求解及评估

作     者：唐波 刘任 吴卓 孙睿 江浩田 TANG Bo LIU Ren WU Zhuo SUN Rui JIANG Hao-tian

作者机构：三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 

基　　金：国家自然科学基金项目(51307098) 新能源电力系统国家重点实验室开放基金项目(LAPS14016) 2015年三峡大学研究生科研创新基金项目(2015CX061) 

出 版 物：《电工电能新技术》 (Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy)

年 卷 期：2017年第36卷第2期

页      码：50-58页

摘      要：三相电压源逆变器的工作性能、使用寿命等方面均与其内部绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块温度直接相关,故求解及评估该逆变器中IGBT模块的温度对于确保逆变器系统的安全可靠运行具有重要意义。针对现有模型及方法难以求解IGBT模块温度的问题,本文借鉴直接法的思想,提出了一种新的简单实用的IGBT模块温度求解算法。基于拟合及插值算法,推导并建立了IGBT模块功率损耗模型;基于电热比拟理论,探讨并建立了集中参数的IGBT模块等效Cauer传热网络模型,并将传热微分方程差分化;最终,在同一电路仿真器中构建出IGBT模块温度的求解算法。在三相电压源逆变器的算例中,通过与英飞凌IPOSIM的温度计算结果对比,表明本文算法最大误差为3.01%,且温度变化趋势与IPOSIM基本一致,最后利用该算法评估了逆变器在不同负载工况下的IGBT模块温度,所得结果可为合理地进行三相电压源逆变器的散热设计、长期可靠性评估等服务。

主 题 词：三相电压源逆变器 IGBT模块温度 拟合 插值 电热比拟 差分化 直接法 

学科分类：080801[080801] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1003-3076.2017.02.008

馆 藏 号：203215568...