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高保真降阶建模方法在中压驱动器及人工智能可兼容系统中的应用
High-Fidelity Reduced Order Modeling Approach for Medium-Voltage Drives and Artificial Intelligence Capable Systems
Bogdan C. Ionescu · Liviu Mihalache · Saeed Asgari · Satyajeet Padhi 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
中压驱动器的热管理设计依赖计算量大且耗时的仿真。本文提出一种基于计算流体动力学（CFD）与降阶模型（ROM）技术相结合的创新方法。引入一种物理信息感知的非侵入式ROM，利用系统的线性时不变（LTI）特性，预测冷却介质流量变化下中压驱动组件的热行为，构建线性参数变化（LPV）ROM。该ROM方法在中压驱动功率变换器上验证，并与实测数据对比，结果表明其在保持精度的同时显著降低计算资源与时耗。该技术为驱动控制器实时嵌入精确热模型提供了可能，推动人工智能系统的发展。
解读: 该高保真降阶建模技术对阳光电源中压产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，SiC功率模块的热管理直接影响系统可靠性和功率密度。该ROM方法可将CFD热仿真从数小时压缩至秒级，使实时热模型嵌入控制器成为可能，实现动态功率解耦和预测性过载保护。对于1500V光伏...
基于完整冷却回路CFD仿真与实验的自然冷却变压器绕组入口液体温度与流速研究
Investigation of Liquid Temperatures and Velocities at Winding Inlet in Natural Cooled Transformers Through Complete-Cooling-Loop Based CFD Simulations and Experiments
S. C. Zhao · X. Zhang · Q. Liu · Z. D. Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年11月
液体温度与流速对估算变压器绕组热点温度至关重要。对于油浸自然冷却变压器（ON/KN），需通过建模完整冷却回路（CCL）来获取该参数。本文建立了基于CCL的计算流体动力学（CFD）模型，并在不同负载、热头及绝缘液体条件下开展实验验证。结果表明，上部油温随功率损耗呈指数增长，底部油温呈线性增长，液相流速近似与功率损耗和热头乘积的平方根成正比。动态黏度是影响ON/KN变压器液体热性能的关键物性参数，不同液体间动态黏度越接近，其温度与流速分布匹配性越好。
解读: 该研究对阳光电源的变流器散热系统设计具有重要参考价值。研究揭示的液体温度分布规律和流速特性可直接应用于ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器的液冷系统优化，特别是大功率产品的散热设计。通过完整冷却回路CFD建模方法，可以更准确预测功率器件及变压器的热点温度，提升产品可靠性。研究发现的动态黏度影响规律...
转子轭部倾斜通孔对永磁同步风力发电机通风与散热性能的提升
Enhanced Ventilation and Thermal Performance by Inclined Through Holes on Rotor Yoke in Permanent Magnet Synchronous Wind Generators
Haoyu Zhou · Lijian Wu · Yang Shi · Jiawen Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年4月
中速永磁同步风力发电机（MS - PMSWG）的冷却性能至关重要，因为它决定了发电机的持续输出功率和可靠性。本文基于强制风冷方法，提出了一种具有倾斜通孔的新型转子结构。一方面，通孔为冷却空气提供了额外的流动路径，有效降低了流动阻力。另一方面，当转子旋转时，通孔两端会产生压力差，从而独立地产生气流。为了准确计算流场和温度场，建立了三维（3 - D）计算流体动力学（CFD）模型。以一台1.5兆瓦中速永磁同步风力发电机的基本设计为例，对传统结构和所提出的设计进行了对比分析。在额定运行条件下，采用所提出...
解读: 该散热优化技术对阳光电源的电机驱动产品线具有重要参考价值。转子轭部倾斜通孔设计可应用于新能源汽车驱动电机和大功率储能系统的冷却系统优化,特别是PowerTitan储能系统中的变流器散热设计。通过在功率模块散热结构中引入类似的倾斜通道设计,可提升自然对流效果,降低系统温升。这种被动散热方案无需额外能耗...
基于CFD的氢系统中冷器在不同工况与流动对齐条件下的传能强化热液性能分析
CFD-based thermo-hydraulic performance analysis of energy transfer capacity enhancement in intercoolers for hydrogen systems considering operating conditions and flow alignment
Gulenay Alevay Kilic · Energy Conversion and Management · 2025年11月 · Vol.343
摘要 氢燃料电池系统中的热管理对于系统的效率和耐久性至关重要，而中冷器的优化直接影响这些系统的性能。本研究采用三维计算流体动力学（CFD）方法，在多种翅片几何形状、布置方式和运行条件下，对用于氢燃料电池系统中的叉流式水冷中冷器的热液性能进行了全面研究。针对三角形和I形翅片结构，在垂直和水平布置方式下，分别在空气入口温度为353 K和373 K、空气流速从1至12 m/s（涵盖层流到过渡流态）的条件下开展了参数化分析。数值模型通过文献中已有的实验数据进行了验证，平均绝对百分比误差为10.4%。结果...
解读: 该CFD热仿真技术对阳光电源氢能及热管理系统具有重要价值。研究中I型翅片垂直布置在过渡流态下热传递性能提升35%的发现,可直接应用于ST系列储能变流器和充电桩产品的散热优化设计。特别是j/f比优化方法能指导功率器件(SiC/IGBT模块)冷却系统设计,在保证传热效率同时降低泵功耗。建议将该仿真方法集...