变流器作为风电机组电能回馈至电网的关键控制环节，其可靠运行对并网风电机组的电能质量与安全稳定性至关重要。电力电子器件及其功率模块的结温是影响变流器运行可靠性的关键因素之一，功率模块内部多芯片热源耦合及不同寿命时期器件老化和风电机组复杂运行工况等将影响结温计算，而准确的结温计算又是实现其有效的状态监测和寿命预测的基础。因此，本文以实际双馈风电机组（DFIG）变流器用绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块为研究对象，针对其内部结构和材料参数，开展计及多热源耦合以及不同寿命时期焊层热疲劳影响的功率模块结温计算方法的研究。　　本文主要内容包括：　　①针对风电变流器功率模块内部多芯片热源相互影响，且常规电热耦合模型不能有效计算其结温的问题，提出一种多芯片功率模块结温计算的耦合热阻抗模型。首先，采用ANSYS/Workbench有限元软件建立实际风电变流器功率模块的三维模型，分析功率模块内多芯片的结温分布和稳态热耦合影响。其次，基于多芯片间热源耦合影响，构建功率模块的热阻抗矩阵方程，提出基于耦合热阻抗矩阵的功率模块结温计算改进模型。最后，与相同损耗下的有限元方法和常规结温模型的结果进行对比验证。　　②为了寻求双馈风电机组变流器IGBT模块的结温特性及其受热耦合影响的规律，在耦合热阻抗模型分析的基础上，建立了考虑变流器控制策略和双馈风电机组运行特性的结温计算仿真模型。首先，基于双馈风电机组的基本原理，在PLECS中建立了双馈风电机组的动态模型，并分析其运行特性。其次，依据多芯片耦合热阻抗方法，建立双馈风电机组变流器IGBT模块的结温计算模型。最后，分别对不同运行工况下机侧和网侧变流器IGBT模块的损耗、结温及其耦合结温进行分析，并和某H93-2MW双馈风电机组变流器的壳温实际测试结果进行比较。　　③针对功率模块内焊层疲劳影响其结温计算的问题，结合耦合热阻抗模型，提出一种计及不同寿命时期影响的IGBT模块结温计算模型。首先，搭建风电变流器功率模块的焊层热疲劳三维有限元模型，同时引入焊层脱落度概念，分析不同焊层脱落度下功率模块的温度、热应力分布规律；其次，基于结温分布特性，分析基板焊层和芯片焊层在不同脱落度下其功率模块的热阻变化规律；最后，建立考虑焊层老化的功率模块结温计算模型，并利用相同条件下的有限元模型结果进行对比验证。　　论文在风电变流器功率模块多芯片热源耦合、风电机组运行工况以及不同寿命时期焊层疲劳对结温的影响与计算模型方面进行了研究，研究成果对提高风电变流器的安全可靠性及其有效的状态监测技术研发奠定了理论基础和决策支持。