由于強迫風冷散熱系統(tǒng)具有散熱效果好、可靠性高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單和經(jīng)濟成本較低等優(yōu)勢,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用。近年來,大容量電力電子系統(tǒng)對強迫風冷散熱系統(tǒng)在低熱阻、小型化和輕量化等多性能指標上提出了更高的要求,因此強迫風冷散熱系統(tǒng)熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計問題越來越受到了學術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。本文首先通過對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,再分別采用三種進化算法對強迫風冷散熱系統(tǒng)進行熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計,從而為高功率密度電力電子設備強迫風冷散熱系統(tǒng)熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計領(lǐng)域提供新的研究方法。本文的主要研究工作和創(chuàng)新點如下:（1）采用ANSYS Icepak三維有限元軟件對實際IGBT模塊進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熱率和厚度等因素對散熱性能的影響,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)設計及其散熱系統(tǒng)的熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計提供了一定的理論依據(jù)。（2）基于總熵產(chǎn)最小化原理和實際工程限制條件,將電力電子設備強迫風冷散熱系統(tǒng)熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計問題轉(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】：溫州大學浙江省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內(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模塊各因素對散熱性能的影響
        2.3.1 基板對散熱性能的影響及分析
        2.3.2 焊料層對散熱性能的影響及分析
        2.3.3 襯板對散熱性能的影響及分析
    2.4 不同散熱系統(tǒng)對散熱性能的影響
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于約束群體極值優(yōu)化算法的強迫風冷散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計
    3.1 引言
    3.2 強迫風冷散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計問題建模
    3.3 基于約束群體極值優(yōu)化算法的強迫風冷散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計
    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)化設計
    4.1 引言
    4.2 自適應約束處理技術(shù)的種群極值優(yōu)化算法（ATM-CPEO）
    4.3 針對典型約束基準測試函數(shù)的測試仿真
    4.4 基于ATM-CPEO算法的強迫風冷散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于非支配排序遺傳算法的強迫風冷散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計
    5.1 引言
    5.2 多目標優(yōu)化問題描述與NSGA-Ⅱ算法介紹
        5.2.1 多目標優(yōu)化問題的數(shù)學描述
        5.2.2 NSGA-Ⅱ算法簡介
    5.3 基于NSGA-Ⅱ算法的強迫風冷散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計
    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
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
攻讀碩士學位期間參與的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于等效熱路法的LED陣列散熱性能研究[J]. 張建新,牛萍娟,李紅月,孫連根.  發(fā)光學報. 2013(04)
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博士論文
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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 2016
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[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 2013
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本文編號：3037629