找到 48 条结果 · IEEE Transactions on Industrial Electronics
基于单元级的有限控制集模型预测控制在并联三相三电平逆变器中的应用
Cell-by-Cell-Based Finite Control Set Model Predictive Control for Paralleled Three-Phase Three-Level Inverters
Hanbin Zhou · Jian Yang · Xiaojiao Chen · Liansheng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
针对有低开关频率要求的高功率并联三相三电平逆变器，本文提出了一种基于逐个单元（CBCB）的新型有限控制集模型预测控制算法。首先，CBCB架构包含两个控制时序交错半个周期的独立逆变器。其次，在CBCB架构内，阐述了一种估计误差更小的延迟补偿方案。此外，为每个独立逆变器设计了一种新型代价函数，使等效控制频率提高一倍。第三，为提高计算效率，在相电压跃变约束和低相环流（PCC）要求下预选候选电压矢量。与传统的分散式有限控制集模型预测控制（FCS - MPC）算法和现有的优化算法相比，所提算法在低平均开关...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的"逐单元"有限集模型预测控制算法对我司大功率光伏逆变器和储能系统产品线具有重要应用价值。 在技术层面，该算法针对并联三相三电平逆变器的控制难题提出了创新性解决方案。通过错开半个周期的交错控制时序设计，使等效控制频率提升一倍，这对我司1500V大功率光伏逆变器和...
高功率密度宽输入电压范围变换器的设计方法
Design Methodology of High Power Density Converter with Wide Input Voltage Range
Pinhe Wang · Tiberiu-Gabriel Zsurzsan · Michael A. E. Andersen · Ziwei Ouyang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
高功率密度与高效率始终是电源设计的追求目标。工业中，两级变换器因其高可靠性与控制简单等优势被广泛应用。本文系统性地提出面向两级变换器的高功率密度设计方法，涵盖拓扑比较、磁集成及电路参数设计。首先评估三种不同拓扑，选用器件应力较低的Boost-DCX结构；其次，为减小磁性元件体积，提出采用矩阵磁芯集成两个耦合电感与一个变压器，相比传统双E-I磁芯方案，面积减少约30%。最后，将该方法应用于数据中心用1kW隔离型两级变换器，输入38–72V，输出53.5V，实测峰值效率达95.6%，功率密度达126...
解读: 该高功率密度宽输入电压范围变换器设计方法对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器中，Boost-DCX两级拓扑可优化电池侧宽电压范围适配（如200-900V动态范围），矩阵磁芯集成技术可使磁性元件体积减少30%，直接提升系统功率密度至关键指标。在车载OBC充电机领域，该方法适用于400...
基于温度相关扩展卡尔曼滤波与深度学习的锂离子电池荷电状态与健康状态联合估计方法
A State-of-Charge and State-of-Health Joint Estimation Method of Lithium-Ion Battery Based on Temperature-Dependent Extended Kalman Filter and Deep Learning
Shiquan Wang · Kai Ou · Wei Zhang · Ya-Xiong Wang · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
准确估算荷电状态（SOC）和健康状态（SOH）对于改进电池管理技术至关重要。然而，电池会受到温度和老化的影响，导致其呈现出更难以表征的非线性关系。本文提出了一种基于温度相关扩展卡尔曼滤波器（EKF）和深度学习的锂离子电池SOC - SOH联合估算方法。首先，创建包含温度和容量变量的电池模型状态矩阵、控制矩阵和观测矩阵，以便在本地端使用EKF进行实时SOC估算。其次，利用卷积神经网络（CNN）和注意力机制提取并加权电池老化特征，并结合门控单元解决长序列记忆问题，从而在远程计算平台上进行SOH估算。...
解读: 从阳光电源储能系统业务视角看，这项基于温度依赖扩展卡尔曼滤波与深度学习的SOC-SOH联合估算技术具有显著的工程应用价值。该技术直击储能系统电池管理的核心痛点——在复杂温度环境和电池老化条件下实现精准状态估计，这对我司大规模储能电站和户用储能产品的安全性、经济性至关重要。 技术架构上，论文提出的"...
基于耦合电感的高升压交错式DC-DC变换器家族
A Family of High Step-Up Interleaved DC-DC Converters Based on the Coupled Inductors
Darioush Alizadeh · Ebrahim Babaei · Mehran Sabahi · Carlo Cecati · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
本文提出了一系列利用耦合电感和二次电压增益的高升压交错式直流 - 直流转换器。所提出的第一个转换器是基于迪克森（Dickson）转换器的改进版本，与改进型迪克森转换器相比，它在保持共地的同时提供了更高的电压增益。所提出的第二个转换器使用了一个额外的二极管，从而实现了比第一个转换器更高的电压增益。所提出的第三个转换器将迪克森转换器和改进型迪克森转换器相结合，以解决改进型迪克森转换器缺乏共地的问题。这些转换器具有诸多优点，包括输入电流连续且纹波小、元件承受的电压应力低以及效率高。本文分析了这些转换器...
解读: 从阳光电源的业务布局来看，这篇论文提出的高升压交错并联DC-DC变换器技术具有重要的战略价值。该技术基于耦合电感和二次电压增益，能够实现高升压比、低输入电流纹波和共地设计，这些特性与我司光伏逆变器和储能系统的核心需求高度契合。 在光伏应用场景中，该技术可有效解决组件串联电压不足的问题，特别适用于分...
三模式变频调制在四开关Buck-Boost变换器中的应用：QR-BCM与TCM对比研究及实现
Three-Mode Variable-Frequency Modulation for the Four-Switch Buck-Boost Converter: A QR-BCM Versus TCM Case Study and Implementation
Wiljan Vermeer · Marck Wolleswinkel · Jos Schijffelen · Gautham Ram Chandra Mouli 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
准谐振临界导电模式（QR-BCM）与三角电流模式（TCM）因性能优良且复杂度低，广泛应用于学术界与工业界。然而，在四开关Buck-Boost（FSBB）变换器中采用这些调制方式时，多模式运行下的开关频率不连续性带来了额外的控制挑战。本文首次实现了包含平滑模式切换的闭环变频多模式准谐振BCM控制方案。所提出的数字控制策略基于集成于控制算法中的软件中断处理机制，采用前馈模式切换技术，无需依赖高频电流检测，仅利用直流电流与高频电压测量即可实现。研制了10 kW样机，并将所提调制方案与其他三种软开关调制...
解读: 该四开关Buck-Boost变换器的三模式变频调制技术对阳光电源车载OBC充电机和储能双向变流器产品具有重要应用价值。QR-BCM与TCM调制方案实现的软开关特性可显著降低开关损耗达60%，特别适用于宽电压范围工况。该技术可直接应用于：1）电动汽车OBC充电机，在200-450V电池电压范围内实现高...
基于反步法的主动抗扰解耦控制在液压驱动下肢外骨骼机器人中的应用
Active Disturbance Rejection Control With Backstepping for Decoupling Control of Hydraulic Driven Lower Limb Exoskeleton Robot
Jinsong Zhao · Yunpeng Zhang · Huidong Hou · Yuwei Yue 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
液压驱动下肢外骨骼机器人（HDLLER）是一种助力运动装置，可帮助穿戴者提高承重能力并减轻疲劳。然而，HDLLER 是一个非线性系统，关节之间存在强耦合以及参数摄动问题，这会影响其轨迹跟踪性能。本文聚焦于一种有效的解耦控制算法。首先，通过反馈线性化将 HDLLER 的强耦合非线性系统从严格反馈形式转换为规范形式，从而避免反步方法的微分爆炸问题。为了重构变换后系统的状态变量和非线性项，采用了自抗扰控制（ADRC）最重要的组成部分——扩张状态观测器（ESO）。然后，设计了基于 ESO 的反步控制器，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的自抗扰控制与反步法结合的解耦控制算法，虽然应用于液压驱动外骨骼机器人领域，但其核心技术理念与我们在新能源系统控制中面临的挑战高度契合。 在光伏逆变器和储能系统领域，我们同样面临多变量强耦合、非线性动态响应以及参数不确定性等控制难题。该论文通过反馈线性化将严格...
一种用于提高功率放大器容量利用率的非线性地质勘探电磁法多频谱阻抗匹配方法
A Multiple Frequency Spectrum Impedance Matching Method of Nonlinear Geological Surveying Electromagnetic Method for Power Amplifier Capacity Utilization Enhancement
Ying Pang · Xinhao Zhang · Gang Li · Man-Chung Wong 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月
本文提出一种多频谱阻抗匹配方法，将阻抗匹配技术的应用范围从线性正弦电压拓展至地质勘探电磁法中的非线性电压环境。首先分析发射机、天线与负载的阻抗特性；其次，基于不同匹配连接方式的影响，提出适用于非线性功率放大器的非线性多频谱阻抗匹配拓扑（NMIM）；进而设计优化参数及基于负载识别的控制策略以提升匹配性能；最后通过动态硬件实验验证了该方法及其控制策略的有效性。结果表明，NMIM可动态匹配天线与负载阻抗，使放大器发射电流幅值提升逾21%，功率容量利用率平均提高37%以上，较传统方法至少提升12%。
解读: 该多频谱阻抗匹配技术对阳光电源功率变换系统具有重要借鉴价值。其核心思想可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的功率级优化：通过动态阻抗匹配提升功率器件利用率，降低过设计冗余。特别是在储能系统多工况运行（充放电切换、功率因数调节）和光伏逆变器宽输入电压范围工作时，该方法的负载识别与动态匹配策略可提升功...
高转矩密度低温升电动摩托车用轴向磁通永磁电机设计
Design of Axial-Flux Permanent Magnet Motors With High Torque Density and Low Thermal Raise for Electric Motorcycle
You Zhou · Junyao Liu · Zhi Chen · Guanghui Yang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年6月
轴向磁通永磁同步电机（AFPMSM）具有结构紧凑、转矩密度高的优势，适用于电动自行车直驱系统。然而，其复杂的三维磁路与散热难题制约了效率提升。本文提出一种采用Halbach永磁阵列的轴向磁通电机（H-AFPMSM），利用自屏蔽磁化特性，在保持高转矩密度的同时显著降低损耗与温升。通过有限元分析与5kW满载样机实验表明，相较于传统径向磁通电机，H-AFPMSM转矩密度提升30%；相比表面式永磁电机，绕组温升降低40°C，且全速域效率提高5%∼10%。
解读: 该Halbach阵列轴向磁通电机技术对阳光电源新能源汽车驱动系统具有重要借鉴价值。其30%转矩密度提升和40°C温升降低特性，可直接应用于充电桩散热受限场景下的风冷电机设计。自屏蔽磁化特性减少的涡流损耗，与阳光电源SiC功率器件低损耗理念契合，可优化车载OBC和电机驱动系统的功率密度。三维磁路有限元...
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