電力変換器に使用されるインダクタの設計に関する検討

关于功率转换器中使用的电感器设计的考虑

基本信息

批准号：
21K14142
负责人：
松盛裕明
金额：
$ 2.25万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究はIT技術を支えるデータセンタの給電システムにパワーエレクトロニクス技術の観点から省エネルギー化に貢献する課題の検討から始めた。データセンタの給電システムの実動作環境に着目すると，給電システムは冗長構成により各給電設備は50%以下の負荷率で運転される。そのため，データセンタの給電に関しては，電力変換装置の最大負荷における効率向上に大きく寄与するSiCやGaN等の次世代パワーデバイスの適用と同時に，低負荷時の効率向上に寄与する磁性体部品の損失も低減させる必要があることから本研究のテーマの着想に至った。なお，既に多くの論文で実績のある半導体デバイス損失解析手法と本研究の対象としている磁性体部品設計手法を組み合わせれば，データセンタ向けだけに限らず，その他の電力変換器についてもシステム全体での小型・軽量・高効率化の最適化が可能となる。本研究ではフィルタインダクタについて検討を行う。2021年度は単一の磁性体材料においてニューラルネットワークを用いたインダクタの最適設計に取り組んでいっていの成果が出たので，2022年度は様々な磁性体材料に対して評価を行った。その中で，磁性体材料としてSiFeシートを用いた場合，従来のニューラルネットワークのアルゴリズムでは損失計算の誤差が生じることを発見し，アルゴリズムの改良法について記載した研究が論文誌“AIP advances”に掲載された。

这项研究始于研究从电力电子技术的角度到支持IT技术的数据中心电源系统的问题。为了关注数据中心电源系统的实际操作环境，电源系统以冗余配置而以50％或更少的负载速率运行。因此，关于数据中心的电源，磁性组件的损失与SIC和GAN这样的下一个代电源设备（例如SIC和GAN）的应用同时提高了效率，这极大地有助于效率在电源转换设备的最大负载中，电源转换设备也需要减少，因此我们提出了这项研究的主题。如果您结合了在许多论文中已证明的半导体设备损耗分析方法，而磁性零件设计方法不仅对数据中心进行，而且对整个系统中的其他功率转换器也进行了。而且高效是可能的。在这项研究中，我们将检查Phil Tindakuta。在2021财年，在2022年评估了使用神经网络在单个磁性材料中使用神经网络的最佳设计结果。其中，如果使用Sife纸作为磁性材料，则发现传统神经网络的算法将导致损失计算中的错误，并且描述算法改进方法的研究在“ AIP Advances”中发表完成了。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Iron loss evaluation method for SiFe sheet material under PWM inverter excitation

PWM逆变励磁下SiFe板材铁损评估方法

DOI：
10.1063/9.0000537
发表时间：
2023
期刊：
AIP Advances
影响因子：
1.6
作者：
Matsumori Hiroaki;Yamaguchi Taisei;Shimizu Toshihisa;Kosaka Takashi;Matsui Nobuyuki
通讯作者：
Matsui Nobuyuki

ニューラルネットワークを用いた三相PWMインバータ用 ACフィルタインダクタの損失最小化に関する検討

利用神经网络最小化三相PWM逆变器交流滤波电感损耗的研究