基于Petri網(wǎng)的IGBT間歇故障研究.pdf

1、IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是功率半導體器件第三次技術革命的代表性器件，具有高頻率、高電壓、大電流，易于開關等優(yōu)良性能，被業(yè)界譽為功率變流裝置的“CPU”其在軌道交通、航空航天、船舶驅動、智能電網(wǎng)、新能源、交流變頻、風力發(fā)電、電機傳動、汽車等強電控制等產業(yè)領域應用廣泛。
　　IGBT在使用過程中往往由于內部熱應力和外部環(huán)境應力等因素引發(fā)間歇性故障，間歇故障的累積效應將會導致 IGB

2、T永久故障，進而引起其所在系統(tǒng)失效。在實際應用中，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做永久故障處理，直接對器件進行維修或者更換，事實上，器件尚未達到報廢狀態(tài)仍可以繼續(xù)使用，這就造成了大量的人力物力財力的損失。為了避免這一問題，本文對IGBT的間歇故障進行了具體研究。
　　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故障診斷的國內外研究現(xiàn)狀，通過對其基本特性和失效機理的分析，結合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)三者之間的關系。然后，根據(jù) IGBT的特性，設計了 IGBT間歇故障試驗監(jiān)測平臺的硬件電路，通過 SG3525控制器輸出 PWM信號，經M57959L放大之后對IGBT進行驅動。設計了基于LabVIEW的IGBT間歇故障試驗監(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、閾值設定、故障報警等功能。最后，在 IGBT間歇故障試驗監(jiān)測平臺上進行