風力發電變流器IGBT器件應力特性及主動熱調控方法 李輝 9787030806451 【台灣高等教育出版社】

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書名：風力發電變流器IGBT器件應力特性及主動熱調控方法
ISBN：9787030806451
出版社：科學
著編譯者：李輝
頁數：171
所在地：中國大陸 *此為代購商品
書號：1719004
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內容簡介

風力發電變流器是大功率風電機組電能回饋至電網的關鍵控制通道，絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）是其核心。掌握複雜工況下風電變流器IGBT器件應力分佈特性，以及主動熱調控延長其壽命方法，對提高風電主動支撐電網能力以及降低運行成本至關重要。本書總結團隊多年來在風電機組併網控制及器件可靠性研究方面所取得的成果，以雙饋風電變流器為對象，從器件應力分佈特性、失效狀態評估和壽命預測、結溫波動抑制等方面開展研究，全面闡述風電變流器IGBT器件應力特性及主動熱調控方法。 本書可作為高校電氣工程及其相關專業本科生、研究生和教師的參考書，也可供從事風力發電運行及控制的工程技術人員參考使用。

作者簡介

李輝，博士，重慶大學教授、博士生導師，教育部新世紀優秀人才支持計劃入選者，2020年-2021年愛思唯爾「中國高被引學者」，輸配電裝備及系統安全與新技術國家重點實驗室副主任。中國電機工程學會電力電子器件專業委員會委員、中國電工技術學會人工智能與電氣應用專業委員會委員、中國工業節能與清潔生產協會綠色電機系統專業委員會專家。長期從事大功率電力電子器件封裝及可靠性、風力發電系統控制、新型電驅系統控制等方面研究。主持國家自然科學基金智能電網聯合基金重點項目1項、面上項目2項，中丹、中英國際合作課題2項，參与國家重點研發計劃項目2項，省部級科研項目8項。獲重慶市科技進步獎二等獎1項（第一完成人）、中國電工技術學會技術發明獎二等獎1項，發表高質量論文72篇，出版專著1部，授權國家發明專利18件，軟體著作權2項。

目錄

第1章 緒論
1 1 風力發電發展概況
1 2 風電變流器發展及面臨挑戰
1 3 IGBT器件應力特性及熱管理研究現狀
1 3 1 IGBT應力分析研究現狀
1 3 2 風電變流器功率器件封裝失效狀態監測與評估現狀
1 3 3 風電變流器功率器件熱疲勞壽命預測現狀
1 3 4 風電變流器IGBT器件熱調控方法研究現狀
第2章 雙饋風電變流器IGBT器件多晶元熱源耦合建模及應力特性分析
2 1 風電變流器IGBT器件有限元建模及熱耦合分析
2 1 1 風電變流器IGBT器件結構
2 1 2 風電變流器IGBT器件有限元建模
2 1 3 風電變流器IGBT器件熱耦合分析
2 2 考慮多晶元熱源耦合的改進熱網絡模型及結溫計算
2 2 1 IGBT器件常規熱網絡模型
2 2 2 考慮多晶元熱源耦合的改進熱網絡模型
2 2 3 耦合熱阻抗參數提取及特性分析
2 2 4 多晶元熱源耦合的改進熱網絡模型驗證
2 3 雙饋風電機組建模及運行特性
2 3 1 雙饋風電機組的工作原理
2 3 2 風力機控制特性
2 3 3 雙饋風電機組運行特性分析
2 4 雙饋風電變流器IGBT器件應力計算與特性分析
2 4 1 機側及網側變流器IGBT器件的損耗計算方法
2 4 2 雙饋風電變流器IGBT器件改進結溫計算模型
2 4 3 機側及網側變流器IGBT器件結溫及熱耦合分析
2 4 4 不同運行工況下雙饋變流器IGBT器件的損耗及耦合結溫分析
2 4 5 實際風電機組變流器殼溫驗證
2 5 本章小結
第3章 雙饋風電變流器IGBT器件動態均流及應力特性分析
3 1 風電變流器IGBT功率器件封裝結構及其工作原理
3 1 1 風電變流器IGBT功率器件封裝結構
3 1 2 IGBT工作原理
3 2 封裝雜散電感對IGBT動態特性的影響
3 2 1 考慮封裝雜散參數的IGBT功率器件模型
3 2 2 IGBT功率器件動態特性
3 2 3 封裝雜散電感對器件內各晶元並聯均流的影響
3 3 計及雜散電感的功率器件等效電路建模及驗證
3 3 1 功率器件有限元建模及雜散參數提取
3 3 2 等效電路建模及模擬
3 3 3 晶元間不均流特性實驗驗證
3 4 計及動態電流分佈的影響
3 4 1 損耗計算原理
3 4 2 考慮並聯晶元間動態電流分佈的開關損耗計算方法
3 4 3 實驗驗證
3 5 雙饋風電變流器IGBT器件動態應力分析
3 5 1 多晶元耦合熱網絡模型
3 5 2 考慮雜散參數影響的雙饋風電變流器IGBT器件動態結溫分析
3 5 3 雙饋風電變流器IGBT器件應力實驗測試
3 6 本章小結
第4章 風電變流器IGBT器件疲勞老化失效狀態監測與評估
4 1 基板焊層脫落下IGBT器件熱分析
4 2 基於殼溫差的IGBT器件基板焊層狀態評估方法
4 2 1 IGBT器件基板焊層狀態評估模型
4 2 2 IGBT器件基板焊層狀態評估步驟
4 3 IGBT器件基板焊層脫落狀態監測與評估
4 3 1 基板焊層脫落模擬實驗平台簡介
4 3 2 有限元模型有效性驗證
4 3 3 基板焊層狀態評估方法有效性驗證
4 4 風電變流器IGBT器件鍵合線失效下電熱特性模擬分析
4 4 1 IGBT器件鍵合線失效分析
4 4 2 鍵合線無脫落時IGBT器件電熱特性分析
4 4 3 鍵合線脫落時IGBT器件電熱特性分析
4 4 4 SVPWM控制下IGBT器件導通電壓
4 5 風電變流器IGBT器件可用晶元數目評估方法
4 5 1 IGBT器件可用晶元數目評估模型
4 5 2 IGBT器件可用晶元數目評估流程
4 6 IGBT器件鍵合線失效下可用晶元數目評估實驗分析
4 6 1 IGBT器件輸出特性
4 6 2 鍵合線失效下可用晶元數目評估實驗平台
4 6 3 IGBT器件可用晶元數目計算的有效性驗證
4 7 本章小結
第5章 基於多尺度應力累積的風電變流器IGBT器件壽命預測
5 1 壽命預測模型
5 1 1 科芬-曼森模型
5 1 2 線性疲勞累積損傷模型
5 1 3 非線性疲勞累積損傷模型
5 1 4 分段式非線性疲勞累積損傷模型
5 2 雨流計數法
5 3 計及小熱載荷的IGBT器件壽命預測分析
5 3 1 隨機載荷算例分析
5 3 2 基於實際風速載荷變流器算例分析
5 4 計及電網電壓故障穿越累積效應的IGBT器件壽命評估
5 4 1 風電變流器IGBT功率器件多時間尺度劃分
5 4 2 計及電網故障穿越累積效應的功率器件多時間尺度壽命評估模型
5 4 3 計及電網電壓故障穿越累積效應的雙饋風電變流器IGBT功率器件壽命評估
5 5 本章小結
第6章 基於組合調製策略的雙饋風電變流器IGBT器件結溫抑制策略
6 1 基於DSVPWM策略的變流器結溫抑制原理
6 1 1 不同DSVPWM策略
6 1 2 基於DSVPWM策略的變流器結溫抑制思路
6 1 3 不同調製策略下的結溫實驗比較
6 2 組合分段DSVPWM策略對變流器結溫及調製性能的影響
6 2 1 機側變流器負載功率因數角分析
6 2 2 基於組合分段DSVPWM調製策略的機側變流器IGBT結溫抑制
6 2 3 機組有功出
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