高铁是我国科学技术自主创新的一面旗帜,其在速度、可靠性、舒适度等方面不断地提高。IGBT作为高铁中牵引变流器的关键器件,其可靠性与列车的安全运行有着密切的联系。IGBT伴随着列车运行会承受频繁的电气应力、机械应力,以及温度应力等,研究IGBT在列车运行过程中的损耗热特性与电气耐受特性,可以对牵引传动系统可靠性的提升以及列车运行控制的优化提供一定的理论指导。论文首先介绍了高速列车的运行特性和牵引变流器的工作特性。利用牵引计算将列车的运行状态与牵引变流器的功率联系起来,间接地影响了IGBT的特性。而牵引变流器的工作特性包括其工作原理、控制策略以及散热环境,直接影响IGBT的特性。研究了影响IGBT耐受特性的电参数和热参数。选取的IGBT的电参数为:IGBT的工作电压和工作电流。选取的IGBT的热参数为:IGBT的热阻抗和结温。基于列车的运行状态给出了IGBT电参数的研究流程。建立了IGBT的理想热网络模型,并搭建实验平台测试了IGBT的实际热阻抗参数,对比可知IGBT的老化程度为6.98%。以上电热参数的分析为后续IGBT耐受特性的研究奠定了基础。利用Simulink和PLECS设计了牵引变流器的电热联合仿真模型,观测了IGBT在列车运行过程中的电热参数特性。构建了牵引传动系统的可靠性模型,描述了IGBT可靠性与系统可靠性的关联。利用雨流算法统计了IGBT的结温波动,经计算得到了IGBT的损伤度。设计了GUI界面将IGBT的寿命评估过程可视化。最后搭建了IGBT功率循环实验平台,并通过加速因子将列车运行状态与IGBT的加速老化实验进行联系。实验包括:功率循环实验的STM32控制算法的编写、饱和压降与结温的标定,并结合实验室已有条件进行了实验调试等内容,为列车运行状态下的IGBT电气耐受特性的研究提供了理论指导和实验方法。