磁悬浮列车补偿系统IGBT相模块故障分析.pdf

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1、768电力与能源第35卷第6期2014年12月磁悬浮列车补偿系统IGBT相模块故障分析曹雯(上海上电电力运营有限公司，上海200245)摘要：补偿系统包括滤波器和补偿器，用于消除高次谐波和补偿无功功率，但补偿变频器绝缘栅双极型晶体管(IGBT)相模块故障率较高，影响了补偿系统的工作效果。通过几年的分析和测试，从设备环境如通风、温度、湿度等外部条件，以及部件内部故障情况等方面分析探究，发现是由于IGBT相模块的部件和对应的底板间分层，从而导致短路故障；而造成分层的原因是变频器风扇开断自动控制的滞后性造成了底板处温度波动范围增大。改进后，将风扇设置改为持续工作状态，以消

2、除不利的温度条件。关键词：补偿系统；IGBT相模块；分层；风扇自动控制滞后中图分类号：TM761文献标志码：A文章编号：2095—1256(2014)06—0768—04FailureAnalysisOfIGBTModulesofMaglevTranspOrtati0n’SCompensationSystemCaoWe(ShanghaiShangdianElectricPowerOperationCo．，Ltd．，Shanghai200245，China)Abstract：Thereactivecompensationsystemincludesstaticfilt

3、ersanddynamicconverterswhichcaneliminatehighfrequencyharmonicsandcompensatereactivepower．ButduetOthehighrateofIGBTphasemodulesfail—ure，theworkingconditionofcompensationsystemisverypoor．Throughtheanalysisandresearchofseveralyears，suchascheckinginternalconditionoffailurephasemodules，inve

4、stigatingexternalenvironmentsuchastemperature，humidityandventilation，ithasbeenfoundthatthereisdelaminationbetweenthesubstratesandbaseplateinthefaultIGBTphasemodules．Thatisthemainreasoncausingshortciucuit．Throughtestingva—riousparameterssuchascurrent，voltage，heatsinktemperatureandSOon，i

5、thasbeenfoundthatthereasonislargetemperaturefluctuationscausedbythedelayofautomaticstartfstopcontrolofconverterfansThesolutionistochangethefansintocontinuousoperation．Keywords：Compensationsystem；IGBTphasemodules；Delamination；Delayofautomaticcontroloffans磁悬浮列车在运行中需要消耗大量无功，并风扇开断自动控制的滞后性造

6、成了温度波动范围且牵引装置产生的高次谐波，会对电网产生一定增大，使得IGBT相模块内部的基板和对应的底影响。因此，需要在磁悬浮供电系统中安装补偿板间分层，从而导致短路故障。系统，以补偿无功功率并消除高次谐波。由于补1磁悬浮列车补偿系统偿变频器中的关键部件绝缘栅双极型晶体管(IG—l。BT)相模块短路故障率非常高，影响了系统的整磁悬浮列车补偿系统由滤波器和补偿器组体无功补偿效果。为了降低IGBT相模块的故障成。滤波器用来消除高次谐波和发出相对固定的率，曾对补偿系统的运行环境做了改进，如完善通容性无功，补偿器则用来动态地补偿磁悬浮供电风过滤系统、通风控制系统等，但仍未解

7、决问题。系统中的无功功率。对补偿系统的设计进行重新计算，也没有发现偏1．1滤波器离规定值的情况。滤波器一次接线图如图1所示。经过了几年的分析和测试，从设备环境如通每组滤波器由电抗器和电容器的串联电路组风、温度、湿度等外部条件，以及故障IGBT相模成，来实现滤波的目的。电抗器的阻抗一般用R块内部情况等方面分析探究，并且在设备运行当+jX来表示，其中电阻R比x小得多；电容器中进行各项参数的测试，最终发现是由于变频器一般用一jX来表示。以一相的一个滤波电路为曹雯：磁悬浮列车补偿系统IGBT相模块故障分析769度，可将电容器直流电压转换到变频器的交流侧，使得交流侧产生可