PhD candidate for developing multi-physics models of high-power medium frequency transformers

Stellenbeschreibung

Wir suchen hochmotivierte Personen mit einem herausragenden akademischen Hintergrund, die sich für die Verfolgung von Forschung in dem wichtigen und interdisziplinären Bereich der Modellierung und Optimierung von Hochleistungs-Mittelspannungs-Transformatoren (MFTs) interessieren. Kompakte, hocheffiziente Transformatoren, die bei Kilohertz-Frequenzen betrieben werden, sind Schlüsselkomponenten von Hochleistungs-Gleichstromwandlern, die das Kernstück von Solid-State-Transformatoren (SSTs) darstellen. Solche SSTs sind beispielsweise in zukünftigen KI-Datenzentren erforderlich, wo der Energieverbrauch pro Computerrack auf mehrere hundert Kilowatt oder sogar Megawatt steigt. Um Energie effizient vom Netz zu CPUs/GPUs zu übertragen, sind höhere Systemspannungen in Datenzentren oder Computerracks erforderlich, und effiziente Wandler-Systeme auf Basis von SSTs sind unerlässlich für die Steuerung des hochdynamischen Energieflusses.

Zur Maximierung der Effizienz und Leistungsdichte von SSTs entwickeln Sie mehrphysikalische Modelle von Transformatoren, die nicht nur die (HF)-Verluste in Wicklungen und Kern beschreiben, sondern auch die Kühlung/Temperaturverteilung im Transformator, Resonanzen in den Wicklungen aufgrund parasitärer Kapazitäten und die elektrische Isolation. Zudem arbeiten Sie an der Optimierung der Kern- und Wicklungsgeometrie, der Entwicklung fortschrittlicher Kükonzepte für die Wicklungen und den Kern sowie der Konstruktion von Lösungen für den effizienten Anschluss der Hochstromwicklungen. Mithilfe der entwickelten Modelle und Konzepte identifizieren Sie technologische Barrieren für die übertragbare Leistung und Effizienz von MFTs.

Die entwickelten Modelle sollten auf recheneffiziente Weise in Optimierungsverfahren für Systeme der Leistungselektronik integriert werden. Dies ist entscheidend, um außergewöhnliche Systemeffizienzen und Leistungsdichten zu erreichen sowie einen Wettbewerbsvorteil zu erlangen. Die Modelle sind Teil eines laufenden, breiteren Modellentwicklungsprojekts am HPE und bieten die Möglichkeit zur Zusammenarbeit mit anderen Doktoranden an verschiedenen Modellierungsaspekten.

Zur Verifizierung der neuen Konzepte und entwickelten Modelle entwerfen und bauen Sie MFT-Prototypen, einschließlich Wandlersystemen, um die MFTs unter realistischen Bedingungen zu betreiben.

Profil

• Sie verfügen über einen Diplom-/M.Sc.-Abschluss in Elektrotechnik mit ausgezeichneten Noten.
• Sie haben grundlegende Kenntnisse über Systeme der Leistungselektronik.
• Sie besitzen gute Kommunikationsfähigkeiten.
• Sie sprechen fließend Englisch.
• Sie sind bereit, sich vollständig als Teil eines internationalen Teams zu engagieren.
• Außerdem interessieren Sie sich für die detaillierte Modellierung und das Design von magnetischen Komponenten sowie die Optimierung von Systemen der Leistungselektronik.

Arbeitsplatz

Wir bieten Ihnen die Möglichkeit, Teil der ETH Zürich zu sein, die nicht nur Ihre berufliche Entwicklung unterstützt, sondern auch aktiv zu positiven Veränderungen in der Gesellschaft beiträgt. Unser Labor bietet eine herausfordernde und wissenschaftlich hochinteressante Vollzeitstelle in einem dynamischen, internationalen Team an einer der weltweit führenden technischen Universitäten.

Wir schätzen Vielfalt und Nachhaltigkeit

Im Einklang mit unseren Werten fördert die ETH Zürich eine inklusive Kultur. Wir setzen uns für Chancengleichheit ein, schätzen Vielfalt und pflegen ein Arbeits- und Lernumfeld, in dem die Rechte und die Würde aller Mitarbeiter und Studierenden respektiert werden. Nachhaltigkeit ist für uns ein Kernwert - wir arbeiten kontinuierlich auf eine klimaneutrale Zukunft hin.

Neugierig? So sind wir auch.

Wir freuen uns darauf, von Ihnen zu hören und viele interessante Ideen auszutauschen.