Искусственный интеллект используется для создания инновационного и эффективного способа проектирования силовых электронных преобразователей.
Преобразователи мощности и общее использование
Преобразователь мощности — это электрическое устройство, используемое для преобразования электрической энергии. Его можно использовать для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC), преобразования постоянного тока в переменный или полного изменения напряжения или частоты тока.
Напряжение — это разница между двумя точками электрического поля или тока, а ток — это скорость потока электронов. Другими словами, напряжение вызывает ток. В настоящее время преобразователи мощности используются в таких устройствах, как мобильные телефоны, телевизоры и компьютеры.
Исследование было опубликовано в журнале IEEE Transactions on Power Electronics .
Переменный и постоянный токи
Переменные токи (AC) — это электрические токи , которые могут менять величину и направление в течение интервалов времени, в то время как постоянные токи (DC) могут течь только в одном направлении. Часто оба используются в источниках питания и могут протекать через различные проводники и полупроводники. Однако переменный ток лучше подходит для создания электрических генераторов и двигателей из-за его эффективности и более легкой способности изменять напряжение по сравнению с постоянным током.
Текущие методы, используемые для создания преобразователей
Существуют современные методы, используемые для создания преобразователей мощности. Эти методы в значительной степени основаны на математических моделях, которые могут быть как дорогостоящими, так и своевременными. Текущий метод требует сложных численных расчетов, которые отнимают вычислительное время и требуют сложного процесса проектирования. Качественный преобразователь должен быть легким, высокоэффективным, а также иметь низкую стоимость и низкую частоту отказов.
Цель создания силового преобразователя состоит в том, чтобы убедиться, что он соответствует критериям надлежащей конструкции, а также определить, чем можно пожертвовать в его производительности, чтобы повысить компетентность преобразователя.
Использование искусственного интеллекта для выбора новой модели дизайна
Исследователи изучили искусственный интеллект и способы его использования для создания модели конструкции силовых электронных преобразователей. В этом методе используется тип искусственного интеллекта (ИИ), называемый искусственными нейронными сетями (ИНС), который использует алгоритмы и вычислительные системы для имитации взаимосвязанных нейронных сетей человеческого мозга. ИНС на основе ИИ была обучена с использованием набора данных, состоящего из более чем 2000 проектов. Затем команда выбрала наиболее подходящую компоновку для достижения желаемой производительности и энергоемкости.
Компоненты конструкции ИНС
Исследователи решили использовать четыре компонента для разработки силовых электронных преобразователей с алгоритмами искусственных нейронных сетей . Четыре компонента состояли из элементов, включающих полевые транзисторы (FET — полупроводник, который управляет движением тока с помощью электрического поля), катушки индуктивности, конденсаторы, радиаторы и силовой нитрид галлия (GaN).
Команда провела испытания однофазного инвертора на основе GaN, который был изготовлен с использованием дизайна, вдохновленного искусственным интеллектом, чтобы подтвердить точность и эффективность процесса. Команда также хотела проверить, была ли новая техника разработана в соответствии с диапазоном существующих устройств, что позволяет ей быть конкурентоспособной и коммерчески практичной.
«Подходы к точному и быстрому моделированию переходных процессов необходимы для эффективной и быстрой оптимизации производительности систем силовой электроники с широкой запрещенной зоной», — сказал д-р Венлонг Минг, старший преподаватель Университета Кардиффа и старший научный сотрудник CSA Catapult. Исследовательская группа хочет, чтобы «автоматизированная оптимизация конструкции силовой электроники» стала жизнеспособным методом создания преобразователей силовой электроники с использованием искусственного интеллекта.
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК
Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов
hello@technovery.com