由于強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱系統(tǒng)具有散熱效果好、可靠性高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)成本較低等優(yōu)勢(shì),在大功率電力電子器件及其裝置的高效散熱中得到了廣泛應(yīng)用。近年來,大容量電力電子系統(tǒng)對(duì)強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱系統(tǒng)在低熱阻、小型化和輕量化等多性能指標(biāo)上提出了更高的要求,因此強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱系統(tǒng)熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題越來越受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。本文首先通過對(duì)IGBT模塊的有限元仿真研究分析了影響模塊散熱性能的主要因素,再分別采用三種進(jìn)化算法對(duì)強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱系統(tǒng)進(jìn)行熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),從而為高功率密度電力電子設(shè)備強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱系統(tǒng)熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供新的研究方法。本文的主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:（1）采用ANSYS Icepak三維有限元軟件對(duì)實(shí)際IGBT模塊進(jìn)行了三維建模與熱仿真,討論了模塊基板、焊料層以及襯板材料的導(dǎo)熱率和厚度等因素對(duì)散熱性能的影響,并分析了不同散熱系統(tǒng)下的IGBT模塊瞬態(tài)熱阻抗曲線,為IGBT模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其散熱系統(tǒng)的熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一定的理論依據(jù)。（2）基于總熵產(chǎn)最小化原理和實(shí)際工程限制條件,將電力電子設(shè)備強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱系統(tǒng)熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題轉(zhuǎn)化為典型的約束優(yōu)化問題,并提出了一種約束群體極值優(yōu)化算法（... 

【文章來源】：溫州大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 IGBT模塊及裝置熱分析研究現(xiàn)狀分析
        1.2.2 散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究現(xiàn)狀分析
        1.2.3 約束優(yōu)化進(jìn)化算法的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要內(nèi)容與章節(jié)安排
第二章 IGBT模塊的三維有限元熱分析
    2.1 引言
    2.2 IGBT模塊的三維有限元熱分析
        2.2.1 ANSYS有限元熱分析簡(jiǎn)介
        2.2.2 IGBT模塊的三維有限元熱仿真及結(jié)果分析
        2.2.3 IGBT模塊不同芯片間的熱耦合分析
    2.3 IGBT模塊各因素對(duì)散熱性能的影響
        2.3.1 基板對(duì)散熱性能的影響及分析
        2.3.2 焊料層對(duì)散熱性能的影響及分析
        2.3.3 襯板對(duì)散熱性能的影響及分析
    2.4 不同散熱系統(tǒng)對(duì)散熱性能的影響
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于約束群體極值優(yōu)化算法的強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題建模
    3.3 基于約束群體極值優(yōu)化算法的強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.4 仿真結(jié)果及分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于自適應(yīng)約束種群極值優(yōu)化算法的散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 自適應(yīng)約束處理技術(shù)的種群極值優(yōu)化算法（ATM-CPEO）
    4.3 針對(duì)典型約束基準(zhǔn)測(cè)試函數(shù)的測(cè)試仿真
    4.4 基于ATM-CPEO算法的強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于非支配排序遺傳算法的強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    5.1 引言
    5.2 多目標(biāo)優(yōu)化問題描述與NSGA-Ⅱ算法介紹
        5.2.1 多目標(biāo)優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)描述
        5.2.2 NSGA-Ⅱ算法簡(jiǎn)介
    5.3 基于NSGA-Ⅱ算法的強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]約束優(yōu)化進(jìn)化算法綜述[J]. 李智勇,黃滔,陳少淼,李仁發(fā).  軟件學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]基于多目標(biāo)遺傳算法的串聯(lián)通道水冷散熱器優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 郝曉紅,胡爭(zhēng)光,侯瓊,方瑛,李學(xué)康,彭倍.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(10)
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博士論文
[1]電力電子器件及其裝置的散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 張健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]多目標(biāo)進(jìn)化算法及其應(yīng)用研究[D]. 孟紅云.西安電子科技大學(xué) 2005

碩士論文
[1]IGBT模塊集成微流道散熱的仿真及優(yōu)化[D]. 黃道軍.西南交通大學(xué) 2016
[2]基于自適應(yīng)遺傳算法的多目標(biāo)優(yōu)化研究[D]. 顧鵬程.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]基于有限元法的IGBT模塊封裝散熱性能及熱應(yīng)力的仿真研究[D]. 張薷方.重慶大學(xué) 2015
[4]大功率LED燈散熱器的優(yōu)化與散熱特性分析研究[D]. 魏露露.山東大學(xué) 2013
[5]基于復(fù)合形法的板翅式換熱器優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 張振生.安徽工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3037629