计及电热参数更新的高速列车牵引整流器IGBT模块寿命评估

绝缘栅双极晶体管（IGBT）作为列车变流器的关键部件,其寿命受老化过程中参数变化的影响,为此提出了一种计及电热参数更新的IGBT模块寿命预测方法。首先,利用实车采集到的外部电压、电流数据结合变流器调制策略推导IGBT的驱动信号,进而获得单个IGBT的电压电流;其次,基于数据手册建立Foster热网络模型获取IGBT的结温;之后考虑到实际中IGBT的老化过程,提出一种IGBT结温计算过程中热阻和导通压降的更新策略;最后通过寿命模型对IGBT进行损伤度估算,并通过蒙特卡洛（Monte-Carlo）模拟评估器件寿命计算过程中的不确定性,取得可靠性变化曲线。     

基于任务剖面的高速列车牵引变流器IGBT寿命评估

高速列车复杂的工况和恶劣的运行环境,导致牵引变流器中的功率模块具有相对较高的故障率,合理地对其进行寿命评估对保证列车安全运行以及优化现有的维修策略具有重要研究意义。针对现有的基于故障统计不能有效进行可靠性分析的问题,同时运行工况及环境对模块的寿命产生不可忽略影响,文中基于列车任务剖面进行寿命评估,通过对广州南—长沙南线路的某车型动车组加装传感器,采集变流器关键运行信息,然后基于变流器的数学模型推导和仿真获取功率模块的热载荷,结合应力—强度分析,最终使用雨流算法和Norris-Landzberg模型完成IGBT寿命的评估。