| 中文摘要 | 第3-5页 |
| 英文摘要 | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-24页 |
| 1.1 目的与意义 | 第10-12页 |
| 1.2 国内外研究现状分析 | 第12-21页 |
| 1.2.1 IGBT热-力特性研究 | 第12-16页 |
| 1.2.2 IGBT模块健康状态评估研究 | 第16-19页 |
| 1.2.3 IGBT模块可靠性计算研究 | 第19-21页 |
| 1.2.4 目前存在的主要问题 | 第21页 |
| 1.3 论文的创新性工作 | 第21-24页 |
| 2 IGBT模块的电-热-机械应力多物理场模型 | 第24-48页 |
| 2.1 引言 | 第24页 |
| 2.2 IGBT模块的电-热-机械应力耦合场模型 | 第24-29页 |
| 2.2.1 IGBT模块概述 | 第24-25页 |
| 2.2.2 IGBT模块多物理场数学模型 | 第25-28页 |
| 2.2.3 IGBT模块多物理场瞬态求解与实现 | 第28-29页 |
| 2.3 多物理场模型场域设置 | 第29-34页 |
| 2.3.1 材料物性参数 | 第29-32页 |
| 2.3.2 多物理场耦合模型边界条件 | 第32-34页 |
| 2.4 IGBT模块多物理场模型验证及算例计算 | 第34-41页 |
| 2.4.1 模型有效性验证 | 第34-39页 |
| 2.4.2 低输出频率下的IGBT模块温度特性分析 | 第39-41页 |
| 2.5 IGBT模块不同失效形式下的温度分布研究 | 第41-47页 |
| 2.5.1 焊料层空洞情形 | 第41-42页 |
| 2.5.2 焊料层脱落分层情形 | 第42-45页 |
| 2.5.3 不同整体失效程度下的IGBT模块温度特性 | 第45-47页 |
| 2.6 小结 | 第47-48页 |
| 3 基于多物理场模型的IGBT模块温度特性分析 | 第48-74页 |
| 3.1 引言 | 第48页 |
| 3.2 基于多物理场模型的单相IGBT模块温度梯度分布 | 第48-57页 |
| 3.2.1 正常工况下温度与温度梯度对比 | 第48-50页 |
| 3.2.2 温度梯度表征器件热特性的理论分析 | 第50-52页 |
| 3.2.3 不同失效下的温度梯度分布 | 第52-57页 |
| 3.3 基于耦合场的三相全桥IGBT模块温度梯度分布 | 第57-67页 |
| 3.3.1 多物理场耦合模型及场域设置 | 第57-60页 |
| 3.3.2 不同运行条件下的温度梯度分布 | 第60-63页 |
| 3.3.3 不同失效类型下的IGBT模块温度梯度分布 | 第63-67页 |
| 3.5 基于多物理场模型的IGBT模块温度统计特性分析 | 第67-72页 |
| 3.5.1 IGBT模块的温度统计特性分析 | 第67-69页 |
| 3.5.2 温度概率密度分布计算 | 第69-72页 |
| 3.6 小结 | 第72-74页 |
| 4 IGBT模块的温度特性试验平台与结果分析 | 第74-100页 |
| 4.1 引言 | 第74页 |
| 4.2 试验平台的搭建 | 第74-76页 |
| 4.3 不同运行工作条件下的温度梯度和温度概率密度分布 | 第76-83页 |
| 4.3.1 不同运行工作条件下的温度梯度分布 | 第76-80页 |
| 4.3.2 不同运行条件下的温度概率密度分布 | 第80-83页 |
| 4.4 老化条件下IGBT模块的温度梯度和温度概率密度分布规律 | 第83-91页 |
| 4.4.1 IGBT模块温度梯度分布 | 第83-89页 |
| 4.4.2 IGBT模块温度概率密度分布 | 第89-91页 |
| 4.5 三相IGBT模块的温度梯度和温度概率密度分布 | 第91-97页 |
| 4.5.1 温度梯度分布 | 第92-95页 |
| 4.5.2 温度概率密度分布 | 第95-97页 |
| 4.6 小结 | 第97-100页 |
| 5 运行工作点变化下的IGBT模块温度特性影响分析 | 第100-110页 |
| 5.1 引言 | 第100页 |
| 5.2 运行工作点参数对温度梯度的影响规律分析 | 第100-104页 |
| 5.2.1 导通电流的影响 | 第100-102页 |
| 5.2.2 输出频率的影响 | 第102-103页 |
| 5.2.3 开关频率的影响 | 第103-104页 |
| 5.3 运行工作点参数对温度概率密度分布的影响规律分析 | 第104-108页 |
| 5.3.1 导通电流的影响 | 第104-106页 |
| 5.3.2 输出频率的影响 | 第106页 |
| 5.3.3 开关频率的影响 | 第106-108页 |
| 5.4 小结 | 第108-110页 |
| 6 基于多特征量的IGBT状态评估和考虑老化影响的失效率计算 | 第110-132页 |
| 6.1 引言 | 第110页 |
| 6.2 基于BP神经网络的IGBT健康状态评估研究 | 第110-116页 |
| 6.2.1 基于BP算法的模型构建 | 第110-112页 |
| 6.2.2 基于BP神经网络的IGBT模块健康状态评估模型设计 | 第112-114页 |
| 6.2.3 IGBT模块BP神经网络评估模型结果分析 | 第114-116页 |
| 6.3 考虑老化进程对热参数影响的风电变流器失效率计算 | 第116-130页 |
| 6.3.1 热阻-结温反馈现象及等效方法 | 第116-117页 |
| 6.3.2 随机热载荷案例分析 | 第117-122页 |
| 6.3.3 风电变流器中IGBT模块的多时间尺度热寿命消耗 | 第122-128页 |
| 6.3.4 考虑热阻-结温反馈效应的IGBT模块寿命消耗计算 | 第128-130页 |
| 6.4 小结 | 第130-132页 |
| 7 总结与展望 | 第132-136页 |
| 7.1 完成的主要工作 | 第132-133页 |
| 7.2 主要创新点 | 第133页 |
| 7.3 后续工作展望 | 第133-136页 |
| 致谢 | 第136-138页 |
| 参考文献 | 第138-150页 |
| 附录 | 第150-151页 |
| A 作者在攻读博士学位期间的科研成果 | 第150页 |
| B 作者在攻读博士学位期间参与的科研项目 | 第150-151页 |
