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基于故障容错NPC IGCT变换器中功率器件的热应力与高温效应研究
Thermal Stress and High Temperature Effects on Power Devices in a Fault-Resilient NPC IGCT-Based Converter
Anderson Vagner Rocha · Subhashish Bhattacharya · Giti Karimi Moghaddam · Richard D. Gould 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
集成门极换流晶闸管（IGCT）及压接式功率二极管已广泛应用于百千瓦至兆瓦级中压中点钳位（NPC）变换器。由于其在工业核心流程中的关键作用，高可靠性与可用性至关重要。本文重点研究了在故障容错运行模式下，高温环境与热应力对功率器件性能及寿命的影响，为提升大功率变换系统的可靠性提供了理论支撑。
解读: 该研究关注中压大功率NPC拓扑及IGCT器件的热可靠性，与阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的技术路线有一定关联。虽然阳光电源目前主流采用IGBT/SiC器件，但随着大功率变换器向更高电压等级和更高功率密度演进，文中关于多电平拓扑的热应力分析及故障容错设计方法，对...
多电平逆变器在恶劣矿山环境中运行的IGBT模块可靠性分析
Reliability Analysis of IGBT Modules of Multilevel Inverters Operating in Hostile Mining Environments
Caio Eduardo Silva · Gabriela Lígia Reis · André Mendonça Alzamora · Hélder de Paula · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
脉宽调制电压源逆变器（PWM-VSI）广泛应用于 adjustable speed drives（ASD）中以控制感应电机。在重工业应用中，ASD与电机之间的长电缆会引发高频问题。一种创新方案是将逆变桥和直流母线电容移至电机侧，利用长电缆作为直流输电线路以缓解该问题。然而，逆变器在恶劣环境下的可靠性面临新挑战。本文基于失效物理（PoF）与可靠性设计方法，针对IGBT模块开展可靠性分析，优化设计并降低成本。结果表明，采用两种PWM策略及400 A–6.5 kV IGBT的三电平有源中点钳位（3L-...
解读: 该IGBT模块可靠性分析技术对阳光电源多条产品线具有重要价值。针对恶劣环境的PoF可靠性设计方法可直接应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的功率模块优化，特别是沙漠、高原等极端工况下的PowerTitan储能系统。三电平ANPC拓扑与PWM策略优化可提升1500V光伏系统和大功率储能PCS的效率与寿...
用于评估长距离交流传动中采用直流输电时电缆采购节约的工具
Tool for the Assessment of the Savings in the Cable Acquisition When Employing DC Transmission in Long Distance AC Drives
André Mendonça Alzamora · Caio Eduardo Silva · Marco Tulio Alves Êvo · Hélder de Paula · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
在采矿过程的不同阶段，通常会使用由脉冲宽度调制（PWM）转换器供电的交流（AC）电机，且这些电机一般通过长电缆连接。虽然这些驱动装置带来了显著优势，但也引发了与高频问题相关的挑战，进而缩短了系统组件的使用寿命。现成的解决方案通常涉及采用无源滤波器，这往往会对系统的成本和效率产生不利影响，因此有必要研究新的替代方案。近期有一项提议提出了一种独特的方法，即将变频器分为整流器和逆变器单元。整流器保持原位，而逆变器则靠近负载放置。这样一来，驱动系统采用直流（DC）进行电力传输。这种创新拓扑结构不仅消除了...
解读: 该直流输电评估工具对阳光电源长距离电力传输场景具有重要参考价值。在大型地面光伏电站中，SG系列逆变器阵列与升压站间距可达数公里，采用直流汇集方案可显著降低电缆成本；PowerTitan储能系统在矿山、工业园区等分布式部署时，直流母线架构可减少AC/DC转换损耗与线缆投资。该工具的技术经济分析方法可应...