在变流器失效统计中,与其他部件相比绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor,IGBT）具有较高的故障率,因此其可靠性分析正逐渐成为电力电子研究的焦点问题。现有研究表明热应力是影响IGBT模块和系统可靠性关键的关键因素之一,因此结温计算十分重要。但快速且精确地计算长任务剖面下的热载荷是可靠性分析所面临的主要挑战之一,如何有效应对该挑战具有重要的研究意义。现有的计算方法或因未量化结温动态选择小的迭代周期,导致计算速度慢且占据较大的存储资源,或虽然实现了快速计算但降低结温的计算精度,难以实现二者的兼得。针对该问题,本文提出一种基于傅里叶变换的结温快速计算方法。首先,结合IGBT的工作机理对功率损耗的产生及计算进行了详细介绍,并对现有的损耗计算方法归类,同时对导致现有方法展示出不同优劣特性的原因进行了揭示。接着基于IGBT模块的单向导通性,分析IGBT和反并联二极管中流通电流与相电流的关系,实现二者导通电流的量化表示,然后基于调制策略和数据手册提供的模块输出特性曲线,实现IGBT单个基波周期内功率损耗快速表示。其次,结合Foster热网络模型,基于离散-积分的思想建模分析各损耗分量下的结温变化,然后进一步表示出单个基波周期内的结温动态。在此基础上,通过导函数求零点可仅计算更为关注的最大、最小结温,其他时间点的结温根据实际需求选择性计算,同时所提方法将迭代周期扩大至基波周期。然后以两电平三相逆变器为例,通过MATLAB和PLECS的电热联合仿真对电热仿真法、解析法以及本文所提方法在宽频域下的结温计算精确性和快速性进行对比,并分析了工况变化下的结温估计效果,同时针对结温计算精度对寿命评估的影响进行分析。最后搭建实验平台对所研究方法的结温估计的精确性进行了验证,其中针对IGBT模块开封后造成散热条件的改变并进一步导致热网络参数的变化,通过多物理场分析对参数进行修正。