基于壳温差的风电变流器IGBT模块基板焊层健康状态评估

作     者：胡姚刚 李辉 白鹏飞 姚然 胡玉 梁媛媛 Hu Yaogang;Li Hui;Bai Pengfei;Yao Ran;Hu Yu;Liang Yuanyuan

作者机构：输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学)重庆400044 重庆科凯前卫风电设备有限责任公司重庆401121 

出 版 物：《太阳能学报》 (Acta Energiae Solaris Sinica)

年 卷 期：2020年第41卷第4期

页      面：194-204页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(51675354) 重庆市科技新星培育工程项目(KJXX2017009) 重庆市社会事业与民生保障科技创新专项(cstc2017shms-kjfp0338) 重庆市人工智能技术创新重大主题专项项目(cstc2017rgzn-zdyf0117) 

主　　题：风电变流器 IGBT模块 基板焊层 状态监测 

摘      要：风电变流器IGBT模块基板焊层脱落是重要是失效形式之一,现有基于红外成像技术的健康状态监测方法难以应用到实际风电变流器中,该文提出基于壳温差的风电变流器IGBT模块基板焊层健康状态评估方法。首先,基于实际风电变流器功率模块结构,建立IGBT模块三维有限元模型,分析不同基板焊层脱落度下芯片结温及壳温分布规律;其次,引入基板焊层劣化度概念,通过芯片定位、稳态过程识别以及基于BP神经网络的壳温值获取,建立基于壳温差的IGBT模块基板焊层状态评估模型;最后,通过风电变流器IGBT模块基板焊层脱落模拟实验,研究表明所提的基于壳温差可有效实现IGBT模块基板焊层健康状态评估。