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电动汽车驱动
★ 5.0
一种用于开关磁阻电机的新型五电平功率变换器的拓扑与控制性能分析
The Topology and Control Performance Analysis of a Novel Five-Level Power Converter for SRM
| 作者 | Sign In or Purchase 4 Cites in Papers 466 Full Text Views - Alerts [Manage Content Alerts](https://ieeexplor |
| 期刊 | IEEE Transactions on Industrial Electronics |
| 出版日期 | 2024年10月 |
| 技术分类 | 电动汽车驱动 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 五电平功率变换器 开关磁阻电机 电流斩波控制 直接瞬时转矩控制 转矩脉动 |
语言:
中文摘要
本文提出了一种新型的五电平功率变换器，以提高三相开关磁阻电机（SRM）驱动系统的输出性能。与传统的五电平变换器相比，该功率变换器大幅减少了开关管的数量，简化了驱动系统。结合新的工作模式，提出了一种改进的电流斩波控制（CCC）方法。此外，该变换器还实现了直接瞬时转矩控制（DITC），可降低转矩脉动。通过在不同工况下的实验验证，评估了所提出的拓扑结构和控制方法的有效性。结果表明，与传统的不对称半桥（AHB）功率变换器相比，所提出的变换器结构可使转矩脉动最多降低33.02%。此外，效率测试表明，系统效率最多可提高13.16%。
English Abstract
This article proposes a novel five-level power converter to improve the output performance of three-phase switched reluctance motor (SRM) drive systems. Compared with traditional five-level converters, this power converter greatly reduces the number of switching tubes and simplifies the driving system. An improved current chopping control (CCC) method is proposed by combining new operating modes. In addition, the converter also achieves direct instantaneous torque control (DITC), which can reduce torque ripple. The effectiveness of the proposed topology and control method was evaluated through experimental verification under different working conditions. The results show that compared with traditional asymmetric half-bridge (AHB) power converters, the proposed converter structure can lead to a reduction in torque ripple by up to 33.02%. Furthermore, efficiency tests indicate an improvement in system efficiency by up to 13.16%.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务视角来看，这项五电平开关磁阻电机（SRM）变流器技术具有重要的战略参考价值。虽然该技术主要针对电机驱动系统，但其核心拓扑创新和控制策略与我司在光伏逆变器、储能变流器领域的多电平技术路线高度契合。
该技术的核心价值在于通过拓扑优化大幅减少开关器件数量，同时实现五电平输出，这与阳光电源在大功率逆变器设计中追求的"高效率、低成本、高可靠性"目标完全一致。特别是其提出的改进型电流斩波控制（CCC）和直接瞬时转矩控制（DITC）方法，在抑制转矩脉动方面表现出色（降低33.02%），这一控制思想可迁移至我司储能系统的功率波动抑制和电网友好型并网控制中。系统效率提升13.16%的数据表明该拓扑在降低开关损耗方面具有显著优势，这对提升光储系统全生命周期经济性具有直接意义。
从技术成熟度评估，该方案已完成实验验证，但距离工业化应用仍需关注几个关键问题：多电平拓扑的电压均衡控制在长时间运行中的稳定性、简化电路在极端工况下的容错能力，以及与我司现有产品平台的兼容性。机遇方面，该技术可为阳光电源在电动汽车驱动系统、氢能压缩机驱动等新业务领域提供差异化的技术方案，特别是在对转矩脉动敏感的应用场景中具有竞争优势。建议我司技术团队深入评估其拓扑简化思路在组串式逆变器和模块化储能PCS中的应用潜力，同时关注相关专利布局情况。