电力电子变换器拓扑结构优化毕业论文答辩

第一章绪论：电力电子变换器拓扑结构优化研究背景与意义第二章变换器拓扑结构优化理论基础第三章变换器拓扑创新设计第四章参数与结构协同优化第五章控制策略优化与仿真验证第六章实验测试与结论01第一章绪论：电力电子变换器拓扑结构优化研究背景与意义研究背景与问题提出可再生能源并网挑战光伏发电系统效率问题传统变换器效率不足传统单相全桥变换器效率问题变换器损耗分布不同应用场景下的损耗占比变换器优化需求新能源领域对变换器效率的要求变换器拓扑优化方向多目标优化、拓扑兼容性、高频化趋势变换器市场趋势全球变换器市场年复合增长率国内外研究现状国外研究进展MIT团队提出的软开关拓扑集成日本富士电机的研究模块化多电平变换器在光伏项目中的应用国内研究进展清华大学王兆安教授团队的研究成果现有文献的局限性理论模型与实际工况的差距IEEE最新推荐拓扑级联H桥拓扑的应用与局限性国内外研究对比传统拓扑与最新拓扑的性能对比研究内容与技术路线拓扑创新提出混合多电平-相移全桥复合拓扑参数优化开发基于ANSYSMaxwell的磁性元件优化模型控制策略优化设计自适应SVM调制算法理论建模建立考虑寄生参数的拓扑损耗解析模型仿真验证使用MATLAB/Simulink搭建仿真平台实验测试在西安交通大学中试平台完成样机测试研究创新点与预期成果拓扑切换的动态映射机制光伏MPPT系统效率提升寄生参数辨识算法基于机器学习的参数辨识拓扑选择决策树模型轨道交通项目案例验证论文发表计划SCI收录期刊和EI会议论文专利申请计划核心专利申请工程应用计划与中车集团合作开发动车组变流器02第二章变换器拓扑结构优化理论基础变换器拓扑分类与特性分析单向变换Buck变换器在电动汽车充电桩中的应用双向变换Cuk变换器在双向储能系统中的应用多端口变换矩阵变换器在数据中心中的应用硬开关拓扑Boost变换器在光伏离网系统中的应用准谐振拓扑SR变换器在通信电源中的应用全谐振拓扑LLC变换器在工业变频器中的应用拓扑损耗机理与建模方法开关损耗机理IGBT模块的开关损耗构成导通损耗机理铜损的计算公式和影响因素磁芯损耗机理磁芯损耗的计算方法和优化策略解析建模方法基于傅里叶级数展开的损耗模型等效电路建模方法Thevenin等效电路的损耗模型物理场建模方法ANSYSMaxwell的磁芯损耗模型关键参数敏感性分析占空比敏感性分析占空比对输出电压纹波的影响匝比敏感性分析匝比对效率的影响磁芯电容敏感性分析磁芯电容对开关频率的影响参数敏感性分析结果关键参数对系统性能的影响程度实验验证在西安交通大学实验室进行验证参数敏感性分析结论关键参数对系统性能的影响规律拓扑选择优化模型目标函数基于多目标的优化函数约束条件拓扑选择的约束条件决策变量拓扑选择的决策变量优化算法多目标遗传算法（MOGA）的应用优化结果分析优化结果的分析和验证拓扑选择优化结论拓扑选择优化模型的结论03第三章变换器拓扑创新设计传统拓扑的局限性分析电压转换比范围局限性传统单相全桥变换器在光伏发电系统中的应用相位移控制局限性传统单相全桥变换器在低功率输出时的效率问题磁性元件尺寸局限性传统变换器在电力电子系统中的体积问题传统拓扑的效率问题传统拓扑在新能源领域的效率不足传统拓扑的成本问题传统拓扑的成本结构和优化空间传统拓扑的动态响应问题传统拓扑的动态响应速度和稳定性混合多电平-相移全桥复合拓扑设计电压转换比设计三级阶梯电压转换的实现相位移控制设计全桥相位移控制的应用拓扑结构图混合多电平-相移全桥复合拓扑的结构图仿真结果分析混合多电平-相移全桥复合拓扑的仿真结果实验验证混合多电平-相移全桥复合拓扑的实验验证拓扑设计结论混合多电平-相移全桥复合拓扑的设计结论多目标优化算法设计NSGA-II算法原理NSGA-II算法的基本原理和流程优化目标函数多目标优化算法的目标函数定义优化约束条件多目标优化算法的约束条件定义优化结果分析多目标优化算法的优化结果分析实验验证多目标优化算法的实验验证优化算法结论多目标优化算法的结论拓扑切换控制策略模糊控制策略原理模糊控制策略的基本原理和流程控制规则设计模糊控制策略的控制规则设计实验验证拓扑切换控制策略的实验验证控制策略结论拓扑切换控制策略的结论04第四章参数与结构协同优化磁性元件参数优化磁芯材料选择硅钢片与非晶材料的对比绕组设计优化漏感优化和绕组布局磁路结构优化磁分路设计和磁通分布优化优化结果分析磁性元件参数优化的结果分析实验验证磁性元件参数优化的实验验证磁性元件参数优化结论磁性元件参数优化的结论功率器件参数选择开关速度选择IGBT模块的开关速度对比耐压等级选择IGBT模块的耐压等级对比导通电阻选择IGBT模块的导通电阻对比器件选择优化结果功率器件参数选择的结果分析实验验证功率器件参数选择的实验验证功率器件参数选择结论功率器件参数选择的结论散热系统优化设计相变材料应用相变材料的优缺点和适用场景热管应用热管的优缺点和适用场景风冷系统优化风冷系统的优化设计散热系统优化结果散热系统优化设计的结果分析实验验证散热系统优化设计的实验验证散热系统优化设计结论散热系统优化设计的结论参数与结构协同优化策略参数映射关系参数映射关系的建立优化算法设计参数协同优化算法的设计实验验证参数与结构协同优化策略的实验验证协同优化结果分析参数与结构协同优化策略的结果分析协同优化结论参数与结构协同优化策略的结论05第五章控制策略优化与仿真验证传统控制策略的局限性效率问题VMC策略在动态响应时的效率不足鲁棒性问题VMC策略在电网扰动时的性能下降计算复杂度问题VMC策略的计算复杂度较高传统控制策略的局限性分析结果传统控制策略的局限性分析结果传统控制策略的局限性结论传统控制策略的局限性结论自适应SVM调制算法设计电压空间矢量设计SVM调制算法的电压空间矢量设计自适应调整SVM调制算法的自适应调整波形畸变抑制SVM调制算法的波形畸变抑制自适应SVM调制算法的仿真结果自适应SVM调制算法的仿真结果自适应SVM调制算法的实验验证自适应SVM调制算法的实验验证自适应SVM调制算法的结论自适应SVM调制算法的结论多电平变换器控制策略级联H桥设计级联H桥的拓扑结构设计独立控制级联H桥的独立控制策略自适应算法级联H桥的自适应算法多电平变换器控制策略的仿真结果多电平变换器控制策略的仿真结果多电平变换器控制策略的实验验证多电平变换器控制策略的实验验证多电平变换器控制策略的结论多电平变换器控制策略的结论仿真验证平台搭建仿真模型搭建仿真模型的搭建性能测试仿真模型的性能测试动态响应验证仿真模型的动态响应验证仿真验证平台搭建结论仿真验证平台搭建的结论06第六章实验测试与结论实验平台搭建与测试硬件平台实验平台的硬件设计测试设备实验平台的测试设备测试工况实验平台的测试工况实验平台搭建结论实验平台搭建的结论性能测试结果分析效率测试实验平台的效率测试结果THD测试实验平台的THD测试结果动态响应测试实验平台的动态响应测试结果性能测试结果分析结论性能测试结果的分析结论成本效益分析器件成本实验平台器件成本分析体积成本实验平台体积成本分析效率成本实验平台效率成本分析成本效益分析结论成本