考慮結(jié)溫波動的同相補償變流器可靠性評估.pdf

1、近年來，在眉山同相供電方案基礎(chǔ)上發(fā)展起來的組合式同相供電把牽引供電和負(fù)序補償在結(jié)構(gòu)上互相獨立，在功能上互相結(jié)合，它能夠?qū)⑼嘌a償裝置的容量降到最低，實現(xiàn)對同相補償裝置的一次性投資最小的目標(biāo)。作為同相補償裝置的核心組件，同相補償變流器的性能優(yōu)劣對組合式同相供電系統(tǒng)的可靠運行有著重要影響。同相補償變流器是電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，為了降低系統(tǒng)的故障率，迫切須要對同相補償變流器的可靠性進行評估，從而進一步提出相應(yīng)的維護維修策略，確保同相補償裝

2、置的穩(wěn)定工作?，F(xiàn)有文獻主要是利用電子設(shè)備可靠性手冊MIL-HDBK-217F和GJB/Z299C評估同相補償變流器在一種運行工況下的可靠性，而這些手冊評估過程中僅關(guān)注恒定牽引負(fù)荷下的結(jié)溫對同相補償變流器可靠性的影響，而忽略了結(jié)溫波動的影響。功率變流器中器件失效與器件承受的電熱應(yīng)力有很大關(guān)系，功率變流器中超過50％的故障是由絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)模塊的疲勞失效引起的。牽引負(fù)荷的劇烈波動使同相補償變流器的損耗產(chǎn)生波動，進而引起IGB

3、T模塊的結(jié)溫也產(chǎn)生波動，而IGBT模塊失效的速度主要由器件結(jié)溫的均值及波動幅值決定。
　　首先，本文介紹了組合式同相供電系統(tǒng)的組成以及同相補償變流器的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)。分析了功率變流器可靠性評估的常用研究方法，確定采用基于器件物理失效機理來評估同相補償變流器的可靠性
　　其次，基于同相補償變流器的相關(guān)電熱參數(shù)，分別建立整流側(cè)、逆變側(cè)IGBT模塊結(jié)溫仿真模型，分析同相補償變流器在額定工況時的損耗和結(jié)溫。然后結(jié)合實測的高速鐵路和重