传统的化石能源的使用给环境带来了巨大的污染,同时这些能源储量有限,不满足人类社会可持续发展战略,因此开发新能源缓解能源压力成为当今社会迫不及待的选择。经过这么多年的发展,风力发电已经被认为是开发成本最低、最成熟、具备大规模开发条件的可再生能源。所以大力发展风力发电,对于环境和社会经济具有重要的战略意义。而风力发电系统中的功率器件IGBT是所有组件中最薄弱的环节,并且温度是影响其性能和寿命的关键因素,当IGBT模块中芯片的结温升高时,由于模块各层的材料系数不同而产生热应力,长期处于热循环冲击下的模块将引起材料的疲劳和老化,使得焊料层、铝引线断裂和脱落,最后导致模块失效。为了提高风电变流器的运行可靠性,本文对风电变流器网侧部分中IGBT的寿命预测方法进行了研究,通过结温来完成对IGBT的寿命评估。论文的主要工作内容如下:①通过分析IGBT的基本结构和工作原理,了解IGBT在工作状态下的基本性能,研究IGBT与封装相关的失效和与芯片相关的失效原因,重点从热应力的角度分析了焊料层分层和键合线翘曲造成失效的内在物理机理,揭示了温度频繁变化是造成器件封装失效的重要因素,为后面构建热网络模型和寿命预测提供理论基础。②考虑目前所使用的电热耦合模型对结温的仿真速度过慢的问题,结合器件手册数据,对IGBT的功率损耗进行分析,在电热比拟理论的基础上构建热网络模型,采用迭代算法来计算IGBT的结温,最后为了验证结温迭代方法的准确性和可靠性,将其与电热耦合模型仿真的结温以及基于光纤测量结温的方法的结果进行对比和分析。③通过对损伤累积准则和雨流算法的分析与研究,以雨流统计方法为数据处理工具,利用结温迭代算法计算出结温,采用雨流程序对温度载荷时间序列进行数据提取来获取温度载荷谱,并且认为IGBT模块在寿命损伤积累的过程中满足Miner线性累计损伤理论,利用Lesit寿命预测模型和结合Miner 成IGBT寿命预测。