黄先进，杜田倩，李 鑫，穆 峰

（北京交通大学电气工程学院，北京 100044）

在轨道交通中，四象限变流器是列车的重要设备之一，而IGBT 又是变流器的核心器件，列车在行驶过程中有自身运行工况的改变以及环境工况的改变，而结合两者分析IGBT 寿命的相关文献较少。文献[1]研究了基于运行图的多列车运行控制的方法，考虑了坡道、隧道、曲线等线路条件，并设计了多列车牵引计算的仿真软件，为列车运行图的设计和调整提供了理论上的支撑；文献[2]以IGBT 为研究对象，基于列车运行状态的改变，通过电机转速和转矩的变化，建立牵引传动系统的仿真模型，对IGBT 的寿命进行了完善地分析；文献[3]基于高速动车组的任务剖面，在牵引计算中考虑了坡道等线路条件，通过计算得到变流器的功率变化情况，进而建立电热联合仿真模型，得到了IGBT 的预测寿命。文献[1-3]均缺少气压、温度、湿度等环境因素对IGBT 器件寿命影响的分析，且忽略了实际热网络模型和理想热网络模型对IGBT 器件寿命的影响。文献[4]详细地从有限元模拟中提取了Foster 网络模型的参数，建立PLECS 模块与Simulink 的电热联合仿真，从仿真设计上提高了功率模块温度预测的精度；文献[5-7]介绍了瞬态双界面法测量IGBT热阻抗参数的方法，从实验测量上提高了功率模块温度预测的精度，因此，为了更加真实地评估IGBT的可靠性，应对IGBT 的热阻抗进行测试；文献[8-10]总结出目前较为成熟的IGBT 寿命计算流程，首先由IGBT 的电压、电流进行损耗计算，损耗经热网络模型得到IGBT 的结温，然后结温经雨流算法统计出温度波动，最后，温度波动经寿命模型计算损伤度。……