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大功率IGBT温湿度监测系统及散热性能的研究
| 论文题名： | 大功率IGBT温湿度监测系统及散热性能的研究 |
| 关键词： | IGBT模块;温湿度检测;实时监测;散热性能;智能模块 |
| 摘要： | IGBT最早出现于上世纪八十年代初，被归为新型半导体功率器件，可以在很多工业领域替代GTR和功率MOSFET等器件。随着电力电子技术逐渐朝频率提升以及功率逐渐增大的领域拓展，各种应用电子也随之产生频率提升和功率加大的要求。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)便是在GTR和MOSFET之间，吸取这两种器件的优点从而出现的一类新型器件。IGBT作为新型半导体器件输入阻抗比较高而功耗率低，同时能够承受较大电流和电压，频繁的使用在各种控制领域内。此类器件也广泛使用在交流电机控制、继电器、开关电源、逆变器、有源滤波等领域。 随着使用的广泛度，IGBT器件的性能好坏成为了人们非常关注的问题。由于铁路机车中的大电流、高电压器件使用较多，牵引变流器中的四象限整流单元和逆变单元中都采用了IGBT元件，对牵引和制动实行连续控制。本文根据铁路机车中IGBT模块故障报告进行调研发现，在一些月份IGBT模块故障发生率明显增大，由此研究一种检测机车上IGBT模块的系统，以便对故障发生原因进行深入的分析。 论文首先针对IGBT元件和智能模块进行简述，针对故障报告中的现象进行研究分析，论文确定了整体检测系统的框架图，并对各部分硬件做了详细说明，最后对于软件部分也进行介绍。对于IGBT的模块温度和环境湿度检测之外，本文还对模块散热系统中的水道进行模拟分析，得出最优化模型。本文的工作内容如下： (1)研究了：IGBT半导体功率器件的基本工作原理和各种特性，并且查阅了智能模块的相关知识。同时对于IGBT的发展历程和国内外元件检测的现状进行了简述。 (2)设计了一套检测铁路机车大功率IGBT模块的温度和环境湿度检测系统，该系统能实时进行检测，并且能将数据直接在显示屏上显示，外加外围设备可以进行数据的保存和输出打印等附加功能。 (3)本文最后对于冷却散热器内部四种水道结构通过模拟分析和实验数据进行综合比较，提出了散热器优化改造的方法。 该文最后总结了所有的工作，针对模块的温度和湿度检测进行了陈述，并且指出了IGBT模块检测不足和需要改进的地方，对于未来IGBT检测和散热优化的发展提出展望。 |
| 作者： | 张文璐 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 罗冰洋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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