【摘 要】
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近年来,随着新能源的快速发展和能源转型的迫切需求,电力电子技术在电力领域的应用越来越广泛。其中,绝缘栅双极型晶体管（Insulated gate bipolar transistor,IGBT）作为一种重要的功率半导体器件,具有开关速度快、控制灵活等优点,广泛应用于电力电子转换、调节和控制系统中,在现代电力电子技术中具有重要的地位和作用。然而由于IGBT模块开通、关断过程中极高的电压、电流变化率而
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近年来,随着新能源的快速发展和能源转型的迫切需求,电力电子技术在电力领域的应用越来越广泛。其中,绝缘栅双极型晶体管（Insulated gate bipolar transistor,IGBT）作为一种重要的功率半导体器件,具有开关速度快、控制灵活等优点,广泛应用于电力电子转换、调节和控制系统中,在现代电力电子技术中具有重要的地位和作用。然而由于IGBT模块开通、关断过程中极高的电压、电流变化率而引发的电磁兼容问题也越来越突出,其产生的电磁干扰往往会影响到附近电子设备的正常工作。同时母排作为电力电子变换装置中传输电能的重要元件,也因其高电流、高频率的工作特性会导致在工作时产生较强的电磁干扰。为了能够提高电力电子装置内部的电磁兼容性,针对IGBT模块和母排的辐射电磁干扰特性,本文展开如下研究:首先,本文通过仿真分析IGBT模块的工作特性指出了其电磁干扰的来源,然后在Ansys仿真平台中对IGBT模块及其散热器建立了三维仿真模型,以有限元分析法为基础研究了 IGBT模块及散热器在开通、关断过程中的辐射电磁干扰特性,得到了其周围干扰磁场的分布情况和不同位置的磁场强度变化规律,以及其辐射电磁干扰对驱动板的影响。所得到的仿真结果可用于优化电力电子装置内部的元器件布局,提高设备的电磁兼容性。之后本文引入物理信息神经网络（Physics-informed Neural Network,PINN）,提出利用物理信息神经网络求解麦克斯韦方程组的方法来计算母排产生的辐射干扰磁场分布。与传统有限元方法相比,物理信息神经网络方法具有更高的计算效率,能够精确地计算母排的辐射干扰磁场分布。仿真结果表明,本文所提出的方法可以准确的计算出母排辐射干扰磁场分布,能够很好地模拟母排的辐射干扰磁场特性,为相关领域的工程实践提供了新的思路和方法。因此,本文的研究对于进一步理解母排的辐射干扰磁场分布特性,以及物理信息神经网络在电磁场领域的工程实践都具有重要的意义。
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