基于Petri網(wǎng)的IGBT間歇故障研究.pdf

1、IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是功率半導(dǎo)體器件第三次技術(shù)革命的代表性器件，具有高頻率、高電壓、大電流，易于開關(guān)等優(yōu)良性能，被業(yè)界譽(yù)為功率變流裝置的“CPU”其在軌道交通、航空航天、船舶驅(qū)動、智能電網(wǎng)、新能源、交流變頻、風(fēng)力發(fā)電、電機(jī)傳動、汽車等強(qiáng)電控制等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
　　IGBT在使用過程中往往由于內(nèi)部熱應(yīng)力和外部環(huán)境應(yīng)力等因素引發(fā)間歇性故障，間歇故障的累積效應(yīng)將會導(dǎo)致 IGB

2、T永久故障，進(jìn)而引起其所在系統(tǒng)失效。在實(shí)際應(yīng)用中，由于對間歇故障的判定缺少有效的手段，人們常常把間歇故障當(dāng)做永久故障處理，直接對器件進(jìn)行維修或者更換，事實(shí)上，器件尚未達(dá)到報(bào)廢狀態(tài)仍可以繼續(xù)使用，這就造成了大量的人力物力財(cái)力的損失。為了避免這一問題，本文對IGBT的間歇故障進(jìn)行了具體研究。
　　論文首先論述了 IGBT的發(fā)展歷程和未來的發(fā)展趨勢，以及 IGBT故障診斷的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，通過對其基本特性和失效機(jī)理的分析，結(jié)合Petri

3、網(wǎng)建模方法建立了IGBT的三狀態(tài)Petri網(wǎng)模型，可以清晰描述正常狀態(tài)、間歇故狀態(tài)和永久故障狀態(tài)三者之間的關(guān)系。然后，根據(jù) IGBT的特性，設(shè)計(jì)了 IGBT間歇故障試驗(yàn)監(jiān)測平臺的硬件電路，通過 SG3525控制器輸出 PWM信號，經(jīng)M57959L放大之后對IGBT進(jìn)行驅(qū)動。設(shè)計(jì)了基于LabVIEW的IGBT間歇故障試驗(yàn)監(jiān)測平臺的軟件系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)處理及存儲、波形顯示、閾值設(shè)定、故障報(bào)警等功能。最后，在 IGBT間歇故障試驗(yàn)監(jiān)測平臺上進(jìn)行