Advanced modeling of Litz wire using finite element method

Résumé

L'intégration du fils de Litz dans les conceptions de composants électriques représente une avancée significative dans la réduction des pertes de cuivre et l'amélioration de l'efficacité des dispositifs, en particulier dans les applications haute fréquence où les conducteurs traditionnels rencontrent des problèmes de rendement. L'agencement complexe des brins individuellement isolés du fil Litz permet de contrer les effets de peau et de proximité, résultant en une distribution plus uniforme du courant et une réduction substantielle des pertes résistives. Cependant, la modélisation et la simulation des configurations de fil Litz présentent des défis de calculs uniques. Alors que les méthodes analytiques traditionnelles offrent rapidité et précision dans certains cas, elles nécessitent souvent une adaptation et sont limitées à des scénarios spécifiques. Par conséquent, il existe un mouvement croissant vers les techniques numériques pour effectuer des quantifications de manière efficace. Cette thèse vise à explorer les diverses applications du fil Litz et à introduire une nouvelle technique numérique pour la modélisation des bobines de fil Litz, permettant le calcul efficace des pertes en courant alternatif de l'enroulement et des quantités associées. En utilisant des méthodes numériques avancées, cette approche surmonte les défis de longue date associés aux scénarios complexes des fils de Litz, facilitant les analyses approfondies et les optimisations de conception pour les systèmes électriques. L'étude est divisée en quatre chapitres : une revue de la littérature, un examen des phénomènes de pertes de puissance dans les dispositifs électriques, une exploration des techniques analytiques et des solutions de la méthode des éléments finis (FEM) pour l'analyse des pertes enroulement, et enfin, l'introduction d'une nouvelle approche de modélisation par éléments finis pour simuler les conducteurs en fil Litz. À travers ces investigations, ce mémoire vise à contribuer à l'avancement de l'efficacité et de la fiabilité des systèmes électriques à l'ère de l'électrification, en abordant les défis critiques des applications haute fréquence et en améliorant la durabilité des conceptions de composants électriques.

Date	27 juin 2024
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Handy Fortin Blanchette (Directeur(-trice)) & Vincent Demers (Codirecteur(-trice))