一、项目背景
在2023年第三季度,某品牌新型海上风电机组变流器,完成样机测试,即将进入小批量生产阶段,用于交付首个商业化示范项目。这是公司首次大规模进军海上风电市场。海上环境相比陆上更加恶劣,高盐雾空气对所有金属部件都是严峻考验,一旦出现故障,维修窗口期极短且成本极其高昂(需要动用大型运维船、吊车,受天气海况制约),考虑到海上风浪带来的塔基晃动和机组振动更剧烈,同时风场运营商在招标书中明确要求变流器的可利用率必须高于99.3%,并对主要部件提出了超长质保期。
二、需求与痛点
变流器样机的长期可靠性测试中,模拟海上高温、高湿、振动的综合环境。测试进行到第8个月时,发现变流器功率模块与直流母线连接点出现异常。经拆解分析,根本原因是:
1、热疲劳断裂:使用的铝制软连接在经历数万次的热循环(开机-满载-停机)后,由于铝材料的抗蠕变性较差和热膨胀系数问题,在压接端子根部出现疲劳裂纹,导致接触电阻增大。
2、腐蚀:铝连接点在盐雾环境中发生了电化学腐蚀,进一步加剧了接触不良和发热。
3、后果:这导致个别IGBT功率模块因过热而烧毁,整个变流柜停机。