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基于双两电平九开关变换器的多电平逆变器用于双三相或六相电机驱动系统
Multilevel Inverter Based on a Dual Two-Level Nine-Switch Converter for a Dual Three-Phase or Six-Phase Motor Drive System
V. Fernão Pires · Armando Cordeiro · Daniel Foito · A. J. Pires 等6人 · IEEE Access · 2025年2月
九开关逆变器因其功率半导体器件数量少，在双三相或六相电机驱动等双输出应用中具有显著优势，但其交流输出电压仅限于两电平。本文提出一种具有多电平输出特性的新型逆变器拓扑结构，适用于双三相或六相电机驱动系统。该拓扑由两个隔离的逆变器构成，桥臂数量由六个减少至三个，形成模块化多电平结构，在减少器件数量的同时实现更多电压电平。结合所提出的调制策略，确保系统实现多电平运行。通过Matlab/Simulink仿真及实验样机测试验证了该拓扑与调制策略的有效性，仿真与实验结果一致，验证了理论分析的正确性。
解读: 该九开关多电平逆变器技术对阳光电源新能源汽车驱动产品线具有重要应用价值。核心优势在于：1）通过双九开关拓扑将桥臂从六个减至三个，器件数量减少33%，可直接降低电机驱动系统成本和体积；2）多电平输出特性可改善电机侧电压波形质量，降低dv/dt应力和共模电压，提升SiC器件在高频开关下的可靠性；3）模块...
用于航空电推进系统的永磁同步电机自适应谐波消除模型预测电流控制
Adaptive Harmonic Elimination Model Predictive Current Control of PMSM in Aviation Electric Propulsion Systems
Shuo Han · Yongjun Zhang · Xiong Xiao · Qiang Guo · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
电推进技术已成为飞机动力系统电气化的重要方向。然而，电机驱动运行中产生的谐波易引发振动、部件老化等问题，影响飞行姿态甚至导致螺旋桨损伤。本文提出一种结合自适应谐波消除（AHE）策略的模型预测电流控制（MPCC）方法，通过调节自适应滤波器权重，依据代价函数剔除输入信号中的有害频率成分，生成理想的逆变器参考电压。实验结果表明，该方法在保持系统响应速度的同时有效抑制了死区效应引起的谐波，相较于死区补偿和谐波提取算法，总谐波失真率分别降低约47.36%和15.64%，显著提升了电推进系统的稳定性。
解读: 该自适应谐波消除模型预测控制技术对阳光电源电机驱动产品线具有重要借鉴价值。其核心的AHE-MPCC算法可直接应用于新能源汽车电机控制器和充电桩功率模块，通过自适应滤波器实时抑制死区效应谐波，相比传统死区补偿方案THD降低47.36%，可显著提升电机驱动系统的转矩平稳性和效率。该方法与阳光电源现有MP...
弹性伺服驱动系统中具有传输转矩约束的抗扰控制：一种新型EMPC-DSMC方法
Disturbance Rejection With Transmission Torque Constraint Using a Novel EMPC-DSMC Method in Elastic Servo Drive Systems
Can Wang · Jinghao Lin · Jianfei Pan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
针对弹性伺服系统中的机械振动、转矩约束及抗扰问题，提出了一种结合显式模型预测控制（EMPC）与离散滑模控制（DSMC）的新算法。EMPC通过离线计算替代传统MPC的在线优化，显著提升了计算效率，在满足转矩约束的同时有效抑制了系统振动与扰动。
解读: 该研究提出的EMPC-DSMC控制策略在提升系统动态响应速度和抑制机械谐振方面具有显著优势。对于阳光电源而言，该技术可应用于风电变流器及储能系统（如PowerTitan系列）的电机/变流器控制算法优化。在风电变流器中，该方法有助于抑制传动链的机械振动，提升系统可靠性；在储能PCS中，通过更精确的转矩...
嵌入式系统电驱动故障诊断的平均池化降采样数据融合方法
Fault Diagnosis for Electric Drives Using Averagely Pooled and Downsampled Data Fusion on Embedded Systems
Jaehoon Shim · Gyu Cheol Lim · Sangwon Lee · Jung-Ik Ha · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
提出嵌入式系统电驱动故障诊断的数据驱动方法,无需额外传感器或外部计算资源诊断霍尔电流传感器偏置/比例误差和功率开关开路故障。首先识别并建议电驱动系统中故障信息丰富的数据类型,使用统计分析提出候选输入数据类型的有效融合方法创建诊断模型。其次引入利用平均池化(AP)的降采样方法从DSP处理的大量原始数据中有效采样,保留关键信息同时减小数据量。最后提出采用神经网络(NN)分类器的诊断方案使用降采样数据准确诊断故障。通过分析和统计验证证明从采样到诊断的有效性。使用TMS320F28379S DSP展示实...
解读: 该嵌入式电驱动故障诊断技术对阳光电源电机驱动产品有重要应用价值。平均池化降采样方法可应用于新能源汽车OBC和电机控制器的实时故障诊断,在资源受限的嵌入式系统中实现高准确度诊断。神经网络分类器对ST储能系统的功率开关和传感器故障检测有借鉴意义,可提高系统可靠性和可维护性。该技术对阳光电源智能运维平台的...
基于结构函数的变流器功率模块预测系统
Prognostic System for Power Modules in Converter Systems Using Structure Function
Attahir Murtala Aliyu · Alberto Castellazzi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
本文提出了一种用于驱动系统中功率模块的在轨健康监测方法。通过矢量控制加热与结构函数分析，在设备空闲期间测量冷却曲线并推导结构函数，从而实现对功率模块退化状态的监测与维护，为电力电子系统的可靠性评估提供了有效工具。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高的应用价值。功率模块（IGBT/SiC）是逆变器与PCS中最易老化的核心部件，引入结构函数进行在线健康监测，可实现从“事后维修”向“预测性维护”的转型，显著提升iSolarCloud智能运维平台的故障预警...
一种用于无人机电机驱动与云台系统的系统化三阶段安全增强方法
A Systematic Three-Stage Safety Enhancement Approach for Motor Drive and Gimbal Systems in Unmanned Aerial Vehicles
Huamin Jie · Zhenyu Zhao · Hong Li · Theng Huat Gan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
电磁兼容性（EMC）对于确保与电力电子相关资产（如无人机（UAV））的可靠性和安全性至关重要。电磁兼容性包括两个关键方面：电磁干扰（EMI）和电磁敏感性（EMS）。虽然电磁干扰已得到广泛研究，但由于有意或无意的电磁（EM）噪声威胁不断增加，电力电子系统中的电磁敏感性，尤其是涉及敏感控制和传感模块的系统，正受到越来越多的关注。因此，提高这些系统的电磁安全性至关重要。本文针对无人机中与电力电子相关的系统提出了一种系统的三阶段安全增强方法。在第一阶段，引入了一种基于电磁敏感性测试结果的定量风险评估策略...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对无人机系统的电磁兼容性增强技术具有重要的借鉴价值。论文提出的三阶段系统性安全增强方法，特别是在电磁敏感性（EMS）防护方面的研究，与我司光伏逆变器、储能变流器等核心产品面临的技术挑战高度契合。 在实际应用场景中，我司的逆变器和储能系统同样工作在复杂的电磁环境中，尤...
基于变换器的输配电网络直流偏磁保护
Converter-Based Power System Protection Against DC in Transmission and Distribution Networks
Moazzam Nazir · Klaehn Burkes · Johan H. R. Enslin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
本文探讨了地磁扰动、核爆及逆变器注入导致的电力系统直流偏磁问题。直流分量会导致电力变压器饱和、内部过热及保护误动。文章重点研究了基于变换器的保护策略，以减轻直流注入对电网设备及系统稳定性的负面影响，确保高比例电力电子化电网的安全运行。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器和PowerTitan等储能系统在全球大规模应用，逆变器直流注入控制已成为电网接入标准的重要考量。本文提出的保护策略对公司提升逆变器在弱电网及复杂电磁环境下的并网稳定性具有参考价值。建议研发团队在iSolarCloud运维平台中增加对直流偏磁风险的监测算法，并在大功率组串式逆...
无人机电机驱动与云台系统的三阶段系统性安全增强方法
A Systematic Three-Stage Safety Enhancement Approach for Motor Drive and Gimbal Systems in Unmanned Aerial Vehicles
Huamin Jie · Zhenyu Zhao · Hong Li · Theng Huat Gan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
电磁兼容性（EMC）对电力电子资产的可靠性至关重要。本文针对无人机（UAV）中敏感控制与传感模块的电磁敏感性（EMS）问题，提出了一种三阶段系统性安全增强方法，旨在提升电力电子系统在复杂电磁环境下的运行稳定性与抗干扰能力。
解读: 该研究关注电力电子系统的电磁兼容性（EMC）与电磁敏感性（EMS），这对阳光电源的组串式逆变器、PowerTitan储能系统及iSolarCloud智能运维平台等高集成度产品具有参考意义。随着产品功率密度提升，内部控制电路易受高频开关干扰。建议将该三阶段安全增强方法引入研发流程，优化功率模块与控制板...
通过无源抵消技术降低逆变器系统直流和交流侧共模电流
Common-Mode Current Reduction at DC and AC Sides in Inverter Systems by Passive Cancellation
Lihong Xie · Xibo Yuan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
PWM逆变器产生的共模电压会导致电磁干扰及漏电流问题，在光伏等应用中尤为突出。随着具有高dv/dt特性的碳化硅（SiC）器件应用普及，该问题愈发严重。本文提出了一种无源抵消方法，旨在有效抑制逆变器直流和交流侧的共模电流。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式逆变器及PowerTitan储能系统）具有重要参考价值。随着公司产品向高功率密度和高效率演进，SiC器件的应用已成趋势，但随之带来的高dv/dt引发的共模干扰和漏电流问题是产品可靠性设计的难点。该无源抵消方案无需复杂的有源补偿电路，有助于在保证电磁兼容性（EMC）...
用于抑制双并联三电平逆变器漏电流的改进集成调制策略
Improved Integrated Modulation Strategy for Dual-Parallel Three-Level Inverters to Suppress Leakage Currents
Jun-Hyeok Park · Hye-Won Choi · Kyo-Beum Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文提出了一种改进的集成调制策略，旨在抑制双并联三电平逆变器的漏电流。双并联三电平逆变器广泛应用于光伏、风电及电机驱动系统以提升功率容量。该策略通过优化调制方式，有效解决了并联系统在负载侧电流纹波较大的问题，并显著降低了系统漏电流，提升了光伏并网系统的运行可靠性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线——大功率组串式及集中式光伏逆变器。随着光伏电站向高压、大功率方向发展，多机并联技术已成为提升单机功率密度的关键。漏电流抑制是提升光伏系统安全性和电磁兼容性的核心技术指标。该调制策略可直接应用于阳光电源SG系列大功率组串式逆变器，通过优化并联控制逻辑，在不增加硬件...
圆形开关面技术：电动汽车系统的高性能恒功率负载稳定
Circular Switching Surface Technique: High-Performance Constant Power Load Stabilization for Electric Vehicle Systems
Matias Anun · Martin Ordonez · Ignacio Galiano Zurbriggen · German G. Oggier · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年8月
本文针对电动汽车中由牵引系统和辅助系统构成的复杂分布式多变换器结构，研究了恒功率负载（CPL）带来的不稳定性问题。提出了一种圆形开关面技术，旨在提升电动汽车电力驱动系统在恒功率负载下的动态性能与稳定性，优化能量存储系统与驱动单元的交互控制。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩业务及储能系统（PowerTitan/PowerStack）具有重要参考价值。在充电桩与储能系统协同应用场景中，恒功率负载（CPL）特性常导致直流母线电压波动及系统振荡。通过引入圆形开关面控制技术，可有效提升变换器在宽负载范围下的稳定性，优化充电桩的动态响应速度，并增...
逆变器供电IPMSM驱动系统中轴承电流的分析与抑制
Analysis and Mitigation of Bearing Current in Inverter-Fed IPMSMs Drive System
Sung Jun Lee · Jonghun Choi · Gyu Cheol Lim · Sang Min Kim 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月
电压源逆变器（VSIs）因其在电动机驱动系统中具有较高的控制性能和效率，而在电动汽车中得到了广泛应用。然而，逆变器在开关过程中的输出电压会产生轴承电流，从而导致轴承损坏。本文分析了轴承电流与轴承损坏之间的关系，并提出了一种降低轴承电流的新方法。首先，介绍了一种采用电流互感器的精确轴承电流测量系统。该系统验证了低速时轴承电流导致轴承损坏的现象，并通过对轴承音频信号进行傅里叶变换分析来证实这一现象。随后，提出了一种考虑内置式永磁同步电机（IPMSMs）凸极性的两相脉宽调制（PWM）方法以及一种电容滤...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对逆变器驱动系统轴承电流抑制技术的研究具有重要的跨领域应用价值。虽然该研究聚焦于电动汽车的永磁同步电机驱动系统，但其核心技术原理与我司光伏逆变器、储能变流器等产品面临的共性问题高度相关。 **技术价值分析：** 逆变器开关过程产生的共模电压和轴承电流问题同样困扰着大...
集成式感应电机驱动器在变速工业应用中的研究
Integrated Induction Motor Drive for Variable Speed Industrial Applications
Milad Bahrami-Fard · Tianyu Chen · Ethan Alejandro Winchell · Babak Fahimi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
将电机与功率变换器集成，并利用宽禁带器件，是电机驱动系统的一个新兴趋势，有助于降低系统复杂度、实现紧凑化并节省成本。然而，将功率变换器集成到电机中也带来了一些挑战，包括空间有限、温度过高以及电机内部存在漏磁等问题。本研究提出了一种基于氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）的集成电机驱动（IMD）系统，该系统对功率级的印刷电路板（PCB）布局进行了优化，并通过重新设计端盖来增强散热性能。此外，还提出了一种带有功率脉动缓冲器的单相功率因数校正前端，以将整流器集成到电机中。实验测试验证了该集成系统的变频...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于集成式感应电机驱动系统的研究具有重要的技术参考价值。论文提出的氮化镓（GaN）HEMT器件集成方案与我司在光伏逆变器、储能变流器领域的技术演进方向高度契合。 **技术价值分析**：该研究的核心创新在于通过宽禁带半导体器件实现电机与变流器的深度集成，这与阳光电源在逆...
基于开关电容控制LCC谐振网络的多串LED照明系统精确电流平衡
Accurate Capacitive Current Balancing in Multistring LED Lighting Systems Based on Switched-Capacitor-Controlled LCC Resonant Network
Chi Shi Wong · K. H. Loo · Yuk Ming Lai · Martin H. L. Chow 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种基于开关电容控制LCC谐振网络的多串LED电流平衡方案。该方案利用高频交流驱动和电容实现被动电流平衡，具有结构紧凑、高效率和模块化等优点。针对传统频率控制谐振变换器在多串LED应用中的局限性，该方法通过开关电容调节实现了更精确的电流分配。
解读: 该文献探讨的LCC谐振拓扑及开关电容控制技术，主要应用于LED驱动领域。虽然与阳光电源核心的光伏逆变器和储能系统（PCS）业务存在差异，但其核心的谐振变换技术与高频功率转换逻辑具有底层共性。在阳光电源的户用光伏逆变器或小型功率模块设计中，类似的谐振软开关技术可用于提升辅助电源的效率与功率密度。建议研...
一种用于工业伺服驱动系统机械谐振抑制的改进型双二阶滤波器整定策略
A Modified Bi-Quad Filter Tuning Strategy for Mechanical Resonance Suppression in Industrial Servo Drive Systems
Yangyang Chen · Ming Yang · Yongping Sun · Jiang Long 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
针对工业伺服驱动系统中的机械谐振问题，本文提出了一种改进的双二阶滤波器（Bi-Quad Filter）整定策略。相比传统的陷波滤波器，双二阶滤波器在陷波深度设计上具有更高的自由度，更适用于具有自然阻尼系数和有限谐振增益的伺服系统，能有效提升系统的动态性能与稳定性。
解读: 虽然该文献聚焦于工业伺服驱动，但其核心的机械谐振抑制算法对阳光电源的功率变换技术具有借鉴意义。在大型储能系统（如PowerTitan）的PCS功率模块及风电变流器的控制中，当系统与电网或负载存在机械耦合时，可能会诱发谐振。该改进型双二阶滤波器整定策略可优化PCS的电流环控制，提升系统在复杂工况下的鲁...
基于级联模型辅助自抗扰控制的长电缆供电PMSM驱动快速鲁棒电流控制
Fast and Robust Current Controller for Long-Cable-Fed PMSM Drive Using Cascaded Model-Assisted Active Disturbance Rejection Control
Zibo Li · Jin Wang · Haitao Yang · Libing Zhou · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
在长电缆供电的永磁同步电机（PMSM）驱动系统中，为抑制反射过电压，通常在电压源逆变器与电缆间加入LC滤波器。然而，LC滤波器引发的谐振会恶化动态响应，导致系统在提高控制增益时易失稳。为此，本文提出一种具有快速鲁棒动态性能的级联模型辅助自抗扰控制（ADRC）策略。所设计的模型辅助扩展状态观测器（MESO）利用系统谐振信息作为总扰动导数，显著降低对高带宽的依赖，缩短调节时间。同时，推导了控制系统精确传递函数，并基于频域指标精细设计控制参数以保证鲁棒性。实验结果表明，该方法使电流调节时间缩短逾72%...
解读: 该级联模型辅助ADRC技术对阳光电源新能源汽车驱动产品线具有重要应用价值。在电机驱动系统中，长电缆引入的LC滤波器谐振问题同样存在于储能变流器的远距离并网场景。该技术通过MESO降低带宽需求、缩短72%调节时间的特性，可直接应用于ST系列储能变流器的电流环设计，提升动态响应速度和抗参数摄动能力。其频...
网络化电驱动系统真实世界网络安全演示
Real-World Cyber Security Demonstration for Networked Electric Drives
He Yang · Bowen Yang · Stephen Coshatt · Qi Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月
提出网络化电驱动系统的信息物理安全测试平台设计和实施,旨在进行真实世界安全演示。据我们所知这是首个网络化电驱动安全测试平台之一,无缝集成电力电子、计算机科学和网络安全领域。平台核心包含四个电机驱动系统,精心配置模拟小规模但真实的IT和OT网络。该设置提供受控环境模拟广泛网络攻击,高保真度镜像潜在真实攻击场景。开发并实现基于Python的脚本在WLAN上执行跳板攻击,利用目标IP地址序列模拟对手可利用的真实攻击向量。演示开发的网络攻击检测算法的有效性,是测试平台安全框架的组成部分。平台整合Infl...
解读: 该网络化电驱动网络安全测试技术对阳光电源信息物理融合系统安全有重要防护价值。信息物理安全测试平台可应用于ST储能系统和iSolarCloud云平台的网络安全验证,识别和防范潜在攻击向量。网络攻击检测算法对PowerTitan大型储能电站的IT/OT网络安全监控有借鉴意义,可提升系统安全性和可靠性。该...
基于修正预测的三电平NPC背靠背变流器PMSG风力发电系统鲁棒预测控制
Robust Predictive Control of Three-Level NPC Back-to-Back Power Converter PMSG Wind Turbine Systems With Revised Predictions
Zhenbin Zhang · Zhen Li · Marian P. Kazmierkowski · Jose Rodriguez 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
针对大功率风能转换系统中的直驱永磁同步发电机（PMSG）及三电平中点钳位（NPC）背靠背变流器，本文提出了一种改进的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）策略。针对传统MPC对系统参数变化敏感的问题，通过引入修正预测机制，有效提升了系统的鲁棒性与控制性能。
解读: 该研究聚焦于大功率风电变流器的核心控制算法，与阳光电源风电变流器产品线高度契合。三电平NPC拓扑是阳光电源大功率风电变流器的重要技术路线，通过引入修正预测的FCS-MPC算法，能够显著提升变流器在复杂电网环境下的动态响应速度与鲁棒性，降低谐波含量，从而提升整机发电效率。建议研发团队关注该算法在计算量...
航空电气化电力电子与驱动系统特刊主编寄语
Editorial Letter for the Special Issue on Power Electronics and Drive Systems for Aviation Electrification
Tao Yang · Jin Wang · Yilmaz Sozer · Fernando Briz · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
为响应COP26峰会强调的2050全球净零排放紧迫呼吁，交通运输行业正经历快速转型。汽车工业在电气化方面取得显著进展，航空业现正加强对可持续推进技术的关注。电力推进是这一转型的关键推动因素，与传统燃气涡轮发动机相比可显著降低温室气体排放、噪音水平并提高运行效率。电力电子和驱动系统构成电力推进的技术支柱，在实现电气化飞机所需的性能、安全性和可靠性方面发挥核心作用。该特刊从46篇投稿中精选20篇高质量同行评审文章，涵盖能源管理、保护与可靠性、系统稳定性、功率变换器创新和热管理解决方案等主题。
解读: 该航空电气化特刊对阳光电源拓展高功率密度电力电子应用有重要参考价值。特刊涵盖的500kW谐振开关电容变换器、1600V电动卡车和电动飞机动力总成应用与阳光电源在大功率储能变流器和电动汽车领域的技术发展方向一致。GaN基逆变器模块的高功率密度设计、热管散热管理系统和1MVA三电平ANPC逆变器热解决方...
一种改进的无模型预测电流控制方法以抑制逆变器非线性和PMSM驱动系统的参数时变性
Improved Model-Free Predictive Current Control for Suppressing Inverter Nonlinearity and Parametric Time-Varying of PMSM Drive Systems
Xiaodong Sun · Zhihui Huang · Zebin Yang · Gang Lei 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年3月
为提高永磁同步电机（PMSM）驱动系统的控制性能，提出一种基于扩展状态观测器（ESO）、具备电压源逆变器（VSI）非线性补偿功能的改进型无模型预测电流控制方法。首先，介绍一种基于永磁同步电机驱动系统扩展状态观测器的改进型无模型预测电流控制（MFPCC）方法，该方法无需电机参数，且调参工作较少。然后，提出一种电压源逆变器非线性补偿方法，以减少三相桥式电压源逆变器中因加入死区时间而导致的电流畸变。通过在仿真中进行调整获得近似参数，再将其应用于实验中进一步微调。将基于扩展状态观测器的无模型控制与电压源...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于扩展状态观测器的改进无模型预测电流控制技术具有重要的应用价值。该技术针对永磁同步电机驱动系统提出的控制策略，与我司在储能变流器、光储一体化系统以及电动汽车充电设备中广泛应用的电机控制技术高度相关。 技术的核心价值在于两个方面：首先，无模型预测控制摆脱了对电机参数的...
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