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基于连续代价函数的五相感应电机驱动预测转矩控制以消除共模电压
Predictive Torque Control of Five-Phase Induction Motor Drive Using Successive Cost Functions for CMV Elimination
Apekshit Bhowate · Mohan V. Aware · Sohit Sharma · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
本文提出了一种用于三电平中点钳位逆变器驱动五相感应电机的预测转矩控制(PTC)算法,旨在消除共模电压(CMV)。通过从243个可用电压矢量中筛选出31个特定矢量,在消除CMV的同时,有效抑制了xy子空间的电流谐波。
解读: 该研究涉及的多电平拓扑(NPC)与模型预测控制(MPC)算法,与阳光电源的集中式光伏逆变器及大功率储能变流器(如PowerTitan系列)的技术路线高度契合。虽然该文针对的是五相电机驱动,但其提出的消除共模电压(CMV)的优化策略及连续代价函数设计,可借鉴应用于阳光电源大功率并网逆变器的电磁兼容性(...
电源逆变器中共模电压的分析与利用
Analysis and Utilization of Common-Mode Voltage in Inverters for Power Supply
Longyuan Fan · Zicheng Liu · Yijie Liang · Hao Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
本文针对电压源逆变器在脉宽调制下产生的共模电压(CMV)问题,提出了一种全新的能量利用思路。不同于传统的抑制或消除方法,本文通过推导共模等效电路,研究了如何收集并利用CMV能量为负载供电,为提升逆变器系统能效提供了新途径。
解读: 共模电压(CMV)是影响逆变器电磁兼容性(EMC)及功率器件寿命的关键因素。对于阳光电源的组串式和集中式光伏逆变器,CMV的有效管理直接关系到漏电流抑制及系统可靠性。本文提出的‘能量回收利用’视角具有前瞻性,若能将其转化为低损耗的共模抑制电路,不仅能优化逆变器输出端的EMI性能,还能进一步提升整机效...
考虑低频共模电压的LCL型三电平并网逆变器多目标集成分-合控制方法
Multiobjectives Integrated Division-Summation Method for LCL-Type Three-Level Grid-Connected Inverter Considering Low-Frequency Common Mode Voltage
Jiang Liu · Guobing Song · Maojun Deng · Yiming Ren 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
LCL型三电平并网逆变器广泛应用于光伏发电系统,具有多个独立控制目标。本文提出一种集成分-合(I-D-Σ)控制策略,可同时实现并网电流跟踪、中点电位平衡、谐振抑制及低频共模电压抑制。针对双分-合(D-D-Σ)方法仅考虑电流与谐振抑制的不足,引入虚拟零电位点以实现中点电位控制;并提出基于全连接卷积神经网络(FC-CNN)的低频共模电压估计算法,有效解决无传感器条件下共模电压不可观测问题。所提I-D-Σ方法通过低频共模电压补偿显著降低其幅值。实验结果验证了该策略的有效性。
解读: 该I-D-Σ多目标集成控制技术对阳光电源SG系列三电平光伏逆变器及ST储能变流器具有重要应用价值。研究提出的虚拟零电位点中点平衡控制可直接优化现有三电平拓扑产品的直流侧电容电压均衡性能,延长器件寿命。基于FC-CNN的无传感器低频共模电压估计算法可降低系统成本,其共模电压抑制技术能有效减少对地漏电流...
用于抑制谐波与共模电压的三电平逆变器供电双三相PMSM驱动容错MPC
Fault-Tolerant MPC for Three-Level Inverters Fed Dual Three-Phase PMSM Drives with Harmonic and Common Mode Voltage Suppression
Hao Zhou · Xuewei Xiang · Hui Li · Bin Yuan 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
针对T型三电平逆变器驱动的双三相永磁同步电机在单相开路故障下控制自由度降低、谐波转矩冲突及电流谐波增大的问题,提出一种抑制谐波与共模电压的容错模型预测控制策略。该方法采用降阶空间矢量解耦变换重构故障后电机模型,结合双矢量合成技术生成零谐波电压的虚拟矢量,并动态调整序列以抑制电流谐波。通过分类选取低共模电压的大矢量并交替使用,实现全速域共模电压主动抑制。设计的无权重混合代价函数协同优化开关频率与中点电压平衡。实验验证了该策略的有效性。
解读: 该容错MPC技术对阳光电源电动汽车驱动产品线具有重要应用价值。T型三电平拓扑的单相开路容错控制可直接应用于车载电机驱动系统,提升系统可靠性。其谐波抑制与共模电压抑制技术可借鉴至ST系列储能变流器,降低EMI滤波器成本并改善电网侧电能质量。双矢量合成的零谐波电压虚拟矢量技术与阳光现有MPPT算法优化思...
降低共模电压与环流的双并联三电平逆变器集成调制策略
Integrated Modulation of Dual-Parallel Three-Level Inverters With Reduced Common Mode Voltage and Circulating Current
Weiwei Li · Xueguang Zhang · Feiyu Zhang · Siyuan Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
针对三电平逆变器,现有降低共模电压(CMV)的方法常因基向量利用率低导致电流畸变。本文提出一种双并联三电平逆变器集成调制策略,在有效抑制CMV和零序环流(ZSCC)的同时,改善了输出电流质量,解决了并联系统中的环流与共模电压平衡难题。
解读: 该研究直接服务于阳光电源大功率组串式逆变器及集中式逆变器技术。随着单机功率等级提升,多机并联成为主流趋势,该调制策略能有效解决并联系统中的环流损耗与电磁干扰(EMI)问题,降低对共模滤波器的体积要求,从而提升整机功率密度。建议研发团队将其应用于大功率光伏逆变器及储能变流器(PCS)的并联控制算法中,...
用于多相驱动的共模电压消除空间矢量PWM
Space-Vector PWM With Common-Mode Voltage Elimination for Multiphase Drives
Oscar Lopez · Jacobo Alvarez · Jano Malvar · Alejandro G. Yepes 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年12月
逆变器脉宽调制(PWM)产生的开关共模电压(CMV)会导致共模电流,进而引发电机轴承故障及电磁干扰问题。本文利用多电平多相逆变器的开关状态,提出了一种特定的空间矢量PWM(SVPWM)技术,旨在消除开关共模电压,从而提升系统的可靠性与电磁兼容性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器具有重要参考价值。随着光伏逆变器功率密度的提升和多电平拓扑的应用,共模电流导致的漏电流问题是影响系统安全与电磁兼容性的关键。通过优化SVPWM策略消除共模电压,不仅能降低对电网的电磁干扰,还能减少对逆变器内部功率器件及后端电机/变压器绝缘的应力,提升产品长期...
一种用于双三电平VSI供电开绕组感应电机的多目标PWM策略,实现独立零序电流抑制、共模电压变化消除和中点电压平衡
Multi-Objective PWM Strategy with Independent ZSC Suppression, CMV Variation Elimination, and NPV Balance for OEWIM Fed by Dual Three-Level VSI
Jinggang Zheng · Shuying Yang · Zhen Xie · Xing Zhang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
在共用直流母线的双三电平电压源逆变器供电开绕组驱动系统中,零序电流、共模电压和中点电压需同时抑制。本文提出一种多目标脉宽调制策略,首先选取零共模电压幅值矢量以消除共模电压波动;进而构建具有特定空间位置及对零序电流和中点电压影响互补的冗余矢量对,实现二者独立调控,有效解决多目标间的冲突。此外,提出死区补偿方案以抑制其对共模电压的影响。实验验证了该策略的有效性与可行性。
解读: 该多目标PWM策略对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的三电平拓扑优化具有重要价值。其零序电流抑制技术可直接应用于PowerTitan储能系统的并联运行场景,降低环流损耗;共模电压变化消除方案能有效减少EMI滤波器体积,提升系统功率密度;中点电压平衡算法可延长直流侧电容寿命,增强1500...
基于拓扑与调制优化的级联H桥电机驱动共模电压抑制策略
Common-Mode Voltage Suppression Strategy for CHB-Based Motor Drive Based on Topology and Modulation Optimization
Zizhe Wang · Jiaxun Teng · Min Zhang · Zemin Bu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种针对级联H桥(CHB)电机驱动系统的共模电压(CMV)抑制策略。CMV分为与电机频率相关的低频分量和与开关频率相关的高频分量。低频CMV主要源于子模块电压波动,本文通过拓扑结构改进与调制策略优化,有效抑制了这两类CMV,提升了驱动系统的电磁兼容性与电机寿命。
解读: 该研究关注的多电平拓扑与共模电压抑制技术,对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能变流器(如PowerTitan系列)具有参考价值。虽然本文聚焦于电机驱动,但其提出的调制优化策略可迁移至大功率并网逆变器中,以降低漏电流并提升系统电磁兼容性(EMC)。建议研发团队关注该拓扑在减少输出滤波器体积、提升功率...
基于新型三态PWM方法的高频SiC三相电压源逆变器共模电压抑制与性能提升
High-Frequency SiC Three-Phase VSIs With Common-Mode Voltage Reduction and Improved Performance Using Novel Tri-State PWM Method
Junzhong Xu · Jingwen Han · Yong Wang · Muhammad Ali 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
针对高频SiC三相电压源逆变器(VSI)中严重的共模电压(CMV)问题,传统基于Si器件的抑制策略往往难以实施且牺牲了系统性能。本文提出了一种新型三态PWM调制方法,在有效抑制CMV的同时,显著提升了逆变器的综合性能。
解读: 该研究直接契合阳光电源组串式光伏逆变器及储能变流器(PCS)向高频化、高功率密度发展的趋势。随着SiC器件在PowerTitan等储能系统及新一代组串式逆变器中的广泛应用,高频开关带来的共模干扰(EMI)已成为产品设计的核心挑战。该新型三态PWM方法无需增加额外硬件成本即可优化CMV,有助于提升阳光...
针对中点电压不平衡的双输入三电平T型逆变器共模电压抑制的载波基不连续空间矢量脉宽调制
A Carrier-Based Discontinuous Space-Vector PWM for Common-Mode Voltage Reduction in Dual-Input Three-Level T-Type Inverters With Unbalanced Neutral-Point Voltages
Qingzeng Yan · Haoming Chen · Tianrun Zhao · Xibo Yuan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
针对双输入三电平T型逆变器在中点电压不平衡时共模电压(CMV)升高的问题,本文提出了一种新型不连续空间矢量脉宽调制(RCMV-DSVPWM)策略。通过分析不平衡中点电压下的矢量CMV特性,重构空间矢量图并优化开关序列,有效降低了系统的共模电压。
解读: 该技术直接应用于阳光电源的核心产品——三电平T型组串式逆变器及储能PCS。在光伏发电和储能系统中,中点电压平衡控制是提升电能质量和系统可靠性的关键。通过引入RCMV-DSVPWM策略,可有效降低漏电流,减少对电网的电磁干扰,并提升系统在复杂工况下的稳定性。建议研发团队在下一代高功率密度组串式逆变器及...
一种降低共模电压并消除中点电压直流偏置的新型三电平NPC变换器不连续调制策略
A Novel Discontinuous Modulation Strategy With Reduced Common-Mode Voltage and Removed DC Offset on Neutral-Point Voltage for Neutral-Point-Clamped Three-Level Converter
Jinping Wang · Fei Zhai · Jianing Wang · Weidong Jiang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文提出了一种针对中点钳位(NPC)三电平变换器的新型不连续脉宽调制(DPWM)策略,命名为RCMV_DPWM。该策略在降低开关损耗的同时,能有效抑制共模电压(CMV),并消除中点电压的直流偏置。通过基于降低CMV的空间矢量图分析,实现了所有钳位模式的优化。
解读: 该研究直接针对阳光电源核心产品线——集中式光伏逆变器及大型储能变流器(如PowerTitan系列)中广泛使用的三电平NPC拓扑。通过优化DPWM策略,该技术能显著降低大功率变换器的开关损耗,提升整机效率,同时抑制共模电压以减少漏电流,这对提升光伏逆变器在复杂电网环境下的电磁兼容性(EMC)表现至关重...
基于矢量空间解耦调制的级联双三相电流源逆变器共模电压抑制方法
Common-Mode Voltage Reduction for Cascaded Dual Three-Phase CSIs Based on Vector Space Decoupling Modulation
Wenhui Huang · Zheng Wang · Yang Xu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月 · Vol.14
本文提出一种矢量空间解耦(VSD)调制策略,用于级联双三相电流源逆变器(DTP-CSI)驱动系统,显著降低共模电压/电流及EMI,同时保持低dv/dt、高短路耐受等CSI优势,并通过离线最优矢量选择保障鲁棒性,实验验证了其有效性。
解读: 该VSD调制策略对阳光电源ST系列储能变流器(PCS)及PowerTitan高压级联储能系统的共模干扰抑制具有重要参考价值,尤其适用于多电平电流源型拓扑演进方向;建议在下一代大功率构网型PCS研发中融合该离线优化矢量选择机制,提升电机驱动兼容性与EMC性能,支撑光储柴多能互补场景下高可靠性运行。...
基于矢量空间解耦调制的级联双三相电流源逆变器共模电压抑制
Common-Mode Voltage Reduction for Cascaded Dual Three-Phase CSIs Based on Vector Space Decoupling Modulation
Wenhui Huang · Zheng Wang · Yang Xu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
共模电压(CMV)是电力电子变换器的关键性能指标,过高的CMV会损害电机系统绝缘、引发行电流和电磁干扰(EMI),影响系统可靠性与寿命。本文提出一种基于矢量空间解耦(VSD)的调制策略,用于级联双三相电流源逆变器(DTP-CSI)驱动系统,以抑制共模电流与EMI。该策略通过全面比较所有可行电流矢量状态下的CMV幅值,离线选取最小CMV对应的矢量组合,无需实时电容电压比较,提升系统鲁棒性与可靠性。同时,所提方法保持了较低的电压变化率(dv/dt)、高短路耐受能力、良好的总谐波畸变(THD)及直流母...
解读: 该级联双三相电流源逆变器共模电压抑制技术对阳光电源储能与电驱产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中,所提VSD调制策略可有效降低共模电流和EMI,提升系统电磁兼容性与长期可靠性,特别适用于大型PowerTitan储能系统的多模块级联场景。对于新能源汽车电机驱动系统,该技术可减少轴承电流损伤,...
光伏-电池混合系统中双直流端口直-交流变换器的泄漏电流抑制
Leakage Current Suppression for Dual-DC-Port DC–AC Converter in PV-Battery Hybrid System
Zhaonan Li · Xiangyang Xing · Chunshui Du · Xiangjun Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
由于单级功率变换具有高效率和低成本优势,双直流端口直-交变换器被广泛应用于光伏-电池混合系统。然而,受共模电压(CMV)抑制与功率分配耦合特性的影响,该结构中的泄漏电流抑制面临挑战。本文提出一种基于大、中、小矢量非对称调制并降低CMV跳变的方法。首先在不同电压条件下计算并排序电压矢量的CMV;随后依据排序关系,在开关序列中相邻矢量间最多切换一次以减少CMV跳变。此外,高CMV的小矢量和中矢量序列可作为独立功率控制序列,实现电池充放电调节。最后,提出新型功率控制策略,通过电池功率补偿光伏功率波动,...
解读: 该双直流端口变换器的泄漏电流抑制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光储一体机具有重要应用价值。通过非对称调制降低共模电压跳变,可直接应用于阳光电源光储融合系统,有效解决非隔离型拓扑中光伏侧对地寄生电容引起的泄漏电流问题,满足VDE-AR-N 4105等并网标准。该技术实现的功率解耦控制策略,...
面向单开关故障的级联H桥多电平逆变器容错策略——实现零基波共模电压
A Fault-Tolerant Strategy for Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter Under Single-Switch Fault With Zero Fundamental Common-Mode Voltage
Mahdi Abdolhamidy · Ahmad Salemnia · Yousef Neyshabouri · Hossein Iman-Eini · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年11月 · Vol.14
本文提出一种增强型共模电压(CMV)注入方法,可在单开关故障下使级联H桥(CHB)逆变器的基波CMV为零,避免低功率因数时直流母线反向能量回馈及过压跳闸,同时降低电机端电压应力和轴承电流,提升全功率因数范围下的容错安全性。
解读: 该技术对阳光电源ST系列储能变流器(PCS)及PowerTitan大型储能系统中采用的多电平拓扑具有重要参考价值,尤其适用于高可靠性要求的工商业及电网侧储能场景。其零基波CMV容错策略可直接提升CHB型PCS在IGBT单管故障下的持续运行能力,降低停机风险;建议在下一代ST5000/6300系列PC...
多相直流解耦逆变器拓扑以提升电子极变换感应电机驱动性能
Multi-Phase DC-Decoupled Inverter Topology to Enhance Performance of Electronic Pole Changing Induction Motor Drive
S V S Phani Kumar Ch · Venu Sonti · Sachin Jain · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
电子变极/变模式(E - PC)机制通过使感应电机驱动(IMD)以不同的极相组合/模式运行,实现了较宽的灵活速度 - 转矩范围。为了在感应电机驱动中实现不同的极相组合,需要采用多种脉宽调制(PWM)策略的逆变器。这些不同的脉宽调制策略会在逆变器处产生共模电压(CMV)。逆变器的共模电压会在感应电机定子周边产生空间谐波。空间谐波归因于逆变器共模电压产生的共模电流。因此,在感应电机中通过逆变器驱动的电子变极运行,会存在明显的转矩脉动,特别是在高极模式期间。此外,由于在变极过程中定子铁芯磁化和退磁不当...
解读: 该多相直流解耦逆变器拓扑对阳光电源电动汽车驱动产品线具有重要应用价值。其独立相控制与直流解耦设计可直接应用于车载电机驱动系统,提升宽速域运行效率与动态响应。降低共模电压的特性有助于减少电机轴承电流和EMI问题,延长驱动系统寿命。该拓扑的模块化解耦思想可借鉴至ST储能变流器的多模块并联控制,增强系统容...
一种在级联H桥多电平变换器中同时最大化故障后电压并最小化共模电压的容错方法
A Fault-Tolerant Approach for Simultaneously Maximizing Post-Fault Voltage and Minimizing Common-Mode Voltage in Cascaded H-Bridge Multilevel Converters
Mahdi Aslanian · Ashkan Raki · Yousef Neyshabouri · Hossein Iman-Eini · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月
本文提出一种基于选择性谐波抑制(SHM)技术的级联H桥(CHB)多电平变换器新型容错控制方法。该方法通过向相电压不平衡的相中注入共模电压(CMV),实现线间电压平衡,并利用最少的健康单元达到最大相电压利用率。通过在SHM开关角度中引入新约束,避免过调制,并通过注入适当CMV最大化线间电压。然而,CMV基波分量(FCMV)可能导致CHB各相功率分布不均,引起逆变器功率倒流,对非再生型CHB尤为不利,因其会抬升单元直流母线电压。为此,本文在SHM调制中将最小化FCMV作为附加优化目标,以防止故障下的...
解读: 该容错控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。级联H桥拓扑在阳光电源中压储能系统中广泛应用,本文提出的SHM容错方法可在单元故障时最大化输出电压利用率,提升系统可用性。特别是最小化FCMV防止功率倒流的策略,直接解决了非再生型储能单元的直流母线过压风险...
基于占空比分解的三相四线制背靠背变换器共模电压抑制方法
Duty Cycle Decomposition-Based Common-Mode Voltage Elimination for Three-Phase Four-Leg Back-to-Back Converters
Xingwu Yang · Riquan Li · Zhicheng Meng · Ruihuang Liu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年10月 · Vol.14
针对非隔离型三相四线制背靠背变换器共模电压(CMV)导致设备可靠性下降的问题,本文提出一种占空比分解法:将各桥臂占空比分解为两个幅值可调、差值恒定的虚拟占空比,实时匹配两侧上桥臂导通次数以理论消除CMV;同时对零矢量(0000)对称分布以改善电流质量。仿真与实验验证了该方法的有效性。
解读: 该CMV抑制算法可直接提升阳光电源ST系列储能变流器(PCS)及PowerTitan液冷储能系统在微电网和光储一体化场景下的电磁兼容性与长期运行可靠性。尤其适用于多机并联、长电缆连接等易引发共模干扰的工商业光伏+储能项目。建议在下一代组串式逆变器(如SG325HX)的固件升级中集成该占空比分解策略,...
一种用于抑制共模电压的混合电平三相逆变器新型SVPWM方法
A New SVPWM for a Hybrid-Level Three-Phase Inverter for Common Mode Voltage Mitigation
Kotb B. Tawfiq · Hatem Zeineldin · Ahmed Al-Durra · Ehab F. El-Saadany · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年12月
本文针对混合电平三相逆变器提出了一种新的空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术。这种新的SVPWM技术可使共模电压(CMV)的均方根(rms)值、dv/dt以及跳变次数最小化。这是通过在每个区域内对空间矢量进行最优选择和排序来实现的。此外,从数学和实验两方面验证了混合电平逆变器直流母线电容电压的自平衡特性。另外,还将评估采用新PWM技术的新型逆变器的性能,并将其与文献中提出的PWM技术以及几种现有解决方案进行比较。这种比较通过实验方法和MATLAB仿真两种方式进行。在高调制指数下,与文献中提出的PW...
解读: 从阳光电源光伏逆变器和储能系统的核心业务角度分析,该论文提出的混合电平逆变器空间矢量脉宽调制技术具有显著的工程应用价值。共模电压问题一直是制约光伏系统性能和可靠性的关键技术瓶颈,其引发的漏电流不仅影响系统安全性,还会加速组件退化,这与我们在大规模地面电站和分布式光伏项目中面临的实际挑战高度契合。 ...
用于并联三电平变换器的零共模电压空间矢量调制效率提升研究
Efficiency Enhanced Zero CM Voltage Space Vector Modulation for Parallel Three-Level Converters
Jun-Hyung Jung · Sante Pugliese · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
零共模电压(CMV)调制可有效降低电磁干扰并抑制并联变换器间的零序环流。然而,该调制策略因可选电压矢量受限,易导致相电流谐波增加。本文提出了一种改进的空间矢量调制(SVM)方法,在保持零CMV特性的同时,有效提升了并联三电平变换器的运行效率与电流质量。
解读: 该技术对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要价值。阳光电源的大功率产品常采用多机并联架构,零共模电压调制技术能显著降低系统EMI,减少滤波器体积,并抑制并联模块间的环流,从而提升整机效率与可靠性。建议研发团队在下一代高功率密度三电平逆变器中引入该优化SVM算...
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