基于列车运行图的CRH3牵引变流器IGBT模块寿命预测.pdfVIP

2022 年 6 月 电 工 技 术 学 报 Vol.37 Sup. 1 第 37 卷增刊 1 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jun. 2022 DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.L90452 基于列车运行图的CRH3 牵引变流器 IGBT 模块寿命预测 黄先进 杜田倩 王风川 陈 澄 孙 湖 （北京交通大学电气工程学院 北京 100044 ） 摘要 器件的寿命与列车的运行状况有着密切的关系，现有变流器中绝缘栅双极型晶体管 （IGBT ）模块的寿命预测，考虑的工况大多都是额定工况或最大负荷工况。高速列车牵引变流器 工况与工业变流器工况完全不同，需要结合实际运行图来考虑。如何提取实际运行图关键数据， 将变流器中 IGBT 的特性从整车运行中提取出来是一个关键性问题。在多运行工况下研究 IGBT 的寿命才能更加符合实际的寿命情况。传统的仿真系统是在逆变器侧构建牵引、制动等工况，该 文设计更为简便的方法在整流器侧直接构建牵引、制动等工况的变化，将列车的多运行工况的变 化反映到整流器直流侧的电流变化，进而反映到 IGBT 的电气特性的变化。最后，基于京津城际 线路的任务剖面搭建仿真模型得到多运行工况下的IGBT 结温变化，并分析IGBT 的寿命。 关键词：多运行工况 IGBT 寿命 整流器 能量传递 损耗计算 中图分类号：TM 46 Mission Profiles-Based Lifetime Prediction for IGBT Modules Applied to CRH3 Traction Converter Huang Xianjin Du Tianqian Wang Fengchuan Chen Cheng Sun Hu （School of Electrical Engineering Beijing Jiaotong University Beijing 100044 China ） Abstract The life of the device has a close relationship with the operating conditions of the train. The life prediction of the insulated gate bipolar transistor (IGBT) module in the existing converter, most of the considered working conditions are rated conditions or maximum load conditions. The operating conditions of high-speed train traction converters are completely different from those of industrial converters, and need to be considered in conjunction with the actual operation diagram. It is a key problem that how to extract the key data of actual train diagram and extract the characteristics of IGBT in converter from vehicle operation. Only by studying the life of IGBT