检索结果-内蒙古大学图书馆

中国电机工程学报 2021年第20期41卷 7055-7067页

作者：袁立强陆子贤戴宇轩赵争鸣电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

电力电子设计自动化有望加快电力电子系统设计效率,优化设计结果,兼具实用性和通用性。但面对复杂结构的大容量电力电子装置设计问题时,现有的设计工具在设计速度和精度这两个矛盾性能上的权衡失调,无法应用于工程实践。当前研究侧重多... 详细信息

电力电子设计自动化有望加快电力电子系统设计效率,优化设计结果,兼具实用性和通用性。但面对复杂结构的大容量电力电子装置设计问题时,现有的设计工具在设计速度和精度这两个矛盾性能上的权衡失调,无法应用于工程实践。当前研究侧重多物理模型的建立和求解,忽略了设计架构、设计流程、优化算法等求解器范畴的关键因素对设计性能的提升。文中提出一种用于电力电子设计自动化的求解器,方法论上,所提出的求解器与电力电子系统特性深度适配、与实用需求紧密结合、搭建统一框架,预留接口增加可扩展性和适用性;效果上,与已有设计工具相比,能在更短的设计周期内,优化并平衡了变换器损耗与体积的综合性能。最后,使用该工具设计一套50kW隔离双向DC-DC变换器样机,通过实验验证了所述工具计算合理性和优异性。

关键词：电力电子设计自动化计算机辅助设计工具求解器设计架构设计流程遗传算法隔离双向直流变换器

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电能路由器设计自动化综述——设计流程架构和遗传算法

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电工技术学报 2020年第18期35卷 3878-3893页

作者：袁立强陆子贤孙建宁段任之赵争鸣电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京100084

电能路由器在未来能源互联网、泛在电力物联网等领域具有广泛的应用前景,具有多级联、多端口、多流向和多形态的特征,这些特征给传统人工设计带来诸多难题。电力电子设计自动化有望克服设计目标权衡困难、裕量设计浪费成本、硬件迭代耗... 详细信息

电能路由器在未来能源互联网、泛在电力物联网等领域具有广泛的应用前景,具有多级联、多端口、多流向和多形态的特征,这些特征给传统人工设计带来诸多难题。电力电子设计自动化有望克服设计目标权衡困难、裕量设计浪费成本、硬件迭代耗时耗力、设计自动化程度低等挑战。在宽禁带器件蓬勃发展、计算机性能快速迭代、变换器应用场景延伸细化的三重推进下,电力电子设计自动化有望实现设计集成化、精细化和快速化。电能路由器设计问题可以抽象为多学科优化问题,该问题数学性质差、问题规模大,传统优化算法难以胜任,而遗传算法在解决此类优化问题上性能优异。该文在系统总结当前主流的电力电子系统的设计流程和设计软件架构的基础上,分析了遗传算法解决电力电子设计自动化问题的适用性,总结了电能路由器设计自动化潜在的问题和挑战,并给出相应的建议。

关键词：电力电子设计自动化电能路由器设计流程设计软件优化遗传算法

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考虑参数容差的LLC谐振变换器谐振元件最优化设计方法

考虑参数容差的LLC谐振变换器谐振元件最优化设计方法

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作者：王雪毅华南理工大学

学位级别：硕士

数据中心是信息时代重要的基础设施。LLC谐振变换器可实现全负载范围内原边开关管零电压开通和副边整流管零电流关断,广泛应用于数据中心高压直流母线和48V直流母线之间的DC-DC变换中。谐振元件的优化设计是提升LLC谐振变换器性能的关... 详细信息

数据中心是信息时代重要的基础设施。LLC谐振变换器可实现全负载范围内原边开关管零电压开通和副边整流管零电流关断,广泛应用于数据中心高压直流母线和48V直流母线之间的DC-DC变换中。谐振元件的优化设计是提升LLC谐振变换器性能的关键。电力电子设计自动化能够克服传统人工经验设计方法存在的设计效率低下、设计结果非最优等瓶颈。然而,现有谐振元件设计方法的自动化程度不足,并且鲜有考虑参数容差对性能鲁棒性负面影响的问题,缺乏系统解决方法的研究。因此,本文希望充分运用计算机辅助分析工具,建立考虑参数容差的LLC谐振变换器谐振元件最优化设计方法。本文主要开展了以下研究工作: 1)依据电力电子设计自动化相关理论,研究了LLC谐振变换器谐振元件最优化设计框架、正映射模型,以及参数容差对性能鲁棒性的负面影响; 2)建立了电路层的考虑参数容差的谐振参数优化方法:提出了界面Sobol判别法保障约束条件恒成立;采用最低波动效率(LFE)指标评估效率鲁棒性,以全局最高的LFE替代全局最高额定效率作为总体优化目标,采用贪心算法求解;制作了基于MOSFET的LLC谐振变换器样机,通过仿真和实验综合检验了上述优化方法。 3)改进了高频磁性元件绕组参数的基本设计方法:建立了考虑内层绕组端头引出线影响的绕组层结构模型,得到严格的磁芯窗口约束条件;采用分层累加方法,提高了交流电阻理论值的精确度; 4)以分层设计思想为指导,将电路层的考虑参数容差的谐振参数优化方法与器件层的高频磁性元件最优化设计方法有机结合,形成整体的考虑参数容差的谐振元件最优化设计方法:建立了谐振元件分层设计框架和层层递进的最优化求解过程。制作了基于Ga N器件的高频LLC谐振变换器样机,测试了极端情形下的工作波形和磁性元件温升,验证了整体最优化设计方法的正确性。

关键词： LLC谐振变换器电力电子设计自动化参数容差鲁棒性最优化设计

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