矿用隔爆充电机IGBT爆裂原因分析及优化

作者：孙波; 张云飞; 苏功富

来源：煤炭科学技术, 2022, S2: 284-288.

DOI：10.13199/j.cnki.cst.2022-2014

• 蓄电池充电机
• IGBT爆裂
• 散热器
• 结构优化
• 结温

矿用大功率隔爆蓄电池充电机，主要用于蓄电池式支架搬运车、铲板车等特种装备上的车载蓄电池充电，是保障井下工作正常开展的重要供电设备，必须确保其可靠性和安全性。本文以矿区发生的大功率蓄电池充电机IGBT爆裂事故现象为分析对象，根据IGBT失效机理研究，采用排除法找到了充电机IGBT爆裂原因为IGBT过温失效，通过对充电机正常工作时的IGBT模块损耗以及散热器热阻进行了理论分析计算的校核方法，得到充电机正常工作时IGBT模块管芯结温能达到139.5℃，超过其安全限制温度125℃，是引发IGBT爆裂的主要原因，然后通过对散热器散热结构进行了优化，增大了其散热面积，减小散热器热阻，最终计算得到IGBT模块管芯结温为88.48℃，将IGBT模块管芯结温控制在安全温度范围内，并经实际使用验证后，没有再次发生爆裂事故，结果表明通过优化散热器的方法可以改善IGBT过温失效问题。