Projet de recherche ALUPOWER

Comment les fils de Litz en aluminium à isolation oxydée peuvent quadrupler la densité de puissance dans les onduleurs – en tenant compte précisément de l'anisotropie thermique.

Objet de la recherche

Le projet a étudié des approches innovantes pour le développement d'inductances de puissance avec une densité de puissance nettement accrue pour les onduleurs modernes. Un accent particulier a été mis sur les fils de Litz en aluminium à isolation oxydée et leurs mécanismes de dissipation thermique. L'objectif était de développer des composants présentant une densité de puissance quatre fois supérieure à celle des solutions standards existantes.

Le défi

Le défi résidait dans la compréhension de l'effet de proximité externe et du comportement anisotrope des fils de Litz en aluminium dans le champ magnétique. Il fallait clarifier comment la perméabilité et la conductivité thermique dépendent de l'orientation des brins individuels, car ces propriétés varient fortement entre les directions longitudinale et transversale.

Notre stratégie de solution

Des modèles mathématiques et de simulation précis ont été développés pour calculer la perméabilité et la conduction thermique dans différentes directions. Un tenseur de perméabilité complexe permet désormais un calcul précis des pertes de puissance. De plus, des formules d'approximation pour la conduction thermique ont été établies, montrant que la conductivité thermique le long des brins est significativement plus élevée.

Résultat

Les modèles développés permettent aux ingénieurs de concevoir de manière ciblée l'orientation des brins pour une dissipation thermique optimale. Grâce à une compréhension plus approfondie des processus physiques, des améliorations significatives de la densité de puissance ont pu être obtenues. Les résultats servent de base de décision solide pour la sélection du fil de Litz optimal dans les systèmes électroniques économes en énergie.