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基于空间矢量调制直接转矩控制的不对称永磁同步电机转矩与磁链脉动抑制
Reduction of Torque and Flux Ripples in Space Vector Modulation-Based Direct Torque Control of Asymmetric Permanent Magnet Synchronous Machine
Atheer H. Abosh · Z. Q. Zhu · Yuan Ren · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
针对不对称三相系统及逆变器非线性导致的空间矢量调制直接转矩控制(DTC-SVM)永磁同步电机转矩和磁链谐波问题,本文推导了考虑逆变器非线性影响的电磁转矩通用表达式,并提出了相应的抑制策略,有效降低了系统脉动。
解读: 该研究聚焦于电机控制算法的优化,特别是针对非理想工况下的转矩与磁链脉动抑制。虽然阳光电源的核心业务侧重于光伏逆变器和储能变流器(PCS),但该控制理论在风电变流器(双馈或全功率变流器)的电机侧控制,以及未来可能涉及的储能系统电机驱动应用中具有参考价值。建议研发团队关注文中关于逆变器非线性补偿的建模方...
用于高功率IGBT开关性能提升与过压保护的先进有源门极驱动
Advanced Active Gate Drive for Switching Performance Improvement and Overvoltage Protection of High-Power IGBTs
Fan Zhang · Xu Yang · Yu Ren · Lei Feng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年5月
本文提出了一种新型有源门极驱动(AGD)技术,旨在提升高功率IGBT的开关性能并实现过压保护。相较于传统的固定电压源和固定门极电阻驱动方式,该AGD引入了互补电流源,可为门极提供额外的驱动电流,从而有效优化开关过程中的电压电流波形,降低损耗并抑制过电压。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著的工程价值。在集中式光伏逆变器和PowerTitan系列大型储能PCS中,高功率IGBT模块的开关损耗与过电压抑制是提升效率与可靠性的关键。通过引入有源门极驱动技术,可以更精细地控制IGBT的开关轨迹,在保证器件安全工作区(SOA)的前提下,进一步提升系统功率密度...
针对小直流母线电容永磁同步电机驱动中固有谐波的阻抗重塑
Impedance Reshaping for Inherent Harmonics in PMSM Drives With Small DC-Link Capacitor
Dawei Ding · Guoqiang Zhang · Gaolin Wang · Zekun Ren 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文针对小直流母线电容电机驱动系统中,三相二极管整流器产生的固有谐波在LC谐振频率处被放大,导致直流母线电压波动及电网电流畸变的问题,提出了一种基于固有谐波阻抗重塑的谐振抑制策略。
解读: 该研究探讨了小直流母线电容下的谐振抑制与阻抗重塑技术,这对阳光电源的电动汽车充电桩(EV Charger)及工业驱动类产品具有参考价值。在充电桩设计中,通过优化控制算法实现阻抗重塑,可在降低直流侧电容容量、减小体积与成本的同时,有效抑制谐振并提升电能质量。此外,该控制思路可迁移至阳光电源的组串式逆变...
一种新型五电平双有源桥变换器的电容电压平衡控制
Capacitor Voltage Balancing Control for a Novel 5-Level Dual Active Bridge Converter
Fan Zhang · Yu Ren · Xu Yang · Wenjie Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文提出了一种新型五电平(5L)双有源桥(DAB)变换器拓扑。通过在原边堆叠两个中点钳位(NPC)变换器,该拓扑可将传统两电平变换器的输入直流母线电压提高至四倍,有效提升了直流固态变压器的成本效益与功率密度,并重点研究了电容电压平衡控制策略。
解读: 该五电平DAB拓扑通过提升直流母线电压等级,显著提升了功率密度,这对阳光电源的PowerTitan系列液冷储能系统及高压直流变换应用具有重要参考价值。多电平技术能有效降低开关器件的电压应力,有助于在更高电压等级的储能PCS中应用更具性价比的器件。建议研发团队关注该拓扑在提升储能系统效率及降低系统成本...
一种具有损耗分布平衡和热应力降低功能的裂感式有源中点钳位逆变器调制策略
A Novel Modulation Strategy for Split-Inductor Active NPC Inverter With Loss Distribution Balancing and Thermal Stress Reduction
Xiaobiao Wang · Huafeng Xiao · Yinwei Ren · Ming Cheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
中点钳位(NPC)逆变器具备低谐波、高效率和低电压应力等优点,广泛应用于风电及光伏发电系统。然而,由于功率损耗不平衡,NPC逆变器内部和外部功率开关之间存在固有的热不平衡问题。本文提出了一种裂感式有源中点钳位(SI-ANPC)逆变器及其新型调制策略,旨在平衡损耗分布并降低热应力。
解读: 该研究针对NPC及ANPC拓扑中常见的功率器件热不平衡问题,提出了有效的调制优化方案,对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器、大功率储能变流器(PCS)具有重要参考价值。通过优化损耗分布,该技术可显著提升功率模块的可靠性与寿命,降低散热设计难度,有助于提升PowerTitan等大功率储能系统的功率密度...
大尺寸高压反向阻断IGCT的异常开通现象
Abnormal Turn-ON Phenomenon of Large-Size and High-Voltage Reverse Blocking IGCT
Chunpin Ren · Jiapeng Liu · Jinpeng Wu · Jianhong Pan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
大尺寸高压反向阻断IGCT(RB-IGCT)可用于混合式电网换相换流器拓扑,以降低换相失败概率。然而,在8kV RB-IGCT样品中观察到一种异常开通现象,这可能阻碍正常的电流切换,目前尚未得到深入研究。
解读: 该研究关注高压大功率器件的开关特性与可靠性,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)的功率模块选型具有参考价值。虽然IGCT主要应用于超高压输电领域,但其揭示的功率器件异常开通机制对优化大功率IGBT/SiC模块的驱动电路设计、提升系统在复杂工况下的可靠性具有借鉴意义...
基于灵活零矢量重分配的三相逆变器协同电流纹波抑制策略
Co-operative Current Ripple Reduction Strategy for Three-Phase Inverter With Flexible Zero Vector Redistribution
Haotian Ren · Chun Gan · Kai Ni · Chong Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
针对传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)中零矢量分配固定导致控制自由度浪费的问题,本文提出了一种新型协同电流纹波抑制策略。通过灵活重分配零矢量,在不影响总电压矢量合成的前提下,有效降低了三相逆变器的电流纹波,提升了输出电流质量。
解读: 该研究直接优化了三相逆变器的核心调制算法,对于阳光电源的组串式逆变器(SG系列)和集中式逆变器产品线具有极高的应用价值。通过引入灵活的零矢量重分配策略,可以在不增加硬件成本的前提下,有效降低输出电流纹波,减小滤波电感体积,从而提升逆变器功率密度并降低损耗。建议研发团队在iSolarCloud智能运维...
不同占空比矩形电压激励下叠片硅钢能量损耗解析模型
Analytical Energy Loss Model for Laminated Silicon Steels Under Rectangular Voltage Excitations With Different Duty Cycles
Ren Liu · Weining Xu · Yu Zeng · Anlong Hu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文针对中频范围内工作的薄叠片硅钢,提出了一种在电力电子矩形电压激励下预测能量损耗的解析模型。该模型解决了传统Steinmetz方程在处理非正弦激励时精度不足的问题,能够高效、准确地计算不同占空比下的磁芯损耗,为电力电子磁性元件的设计与优化提供了理论支持。
解读: 磁性元件(电感、变压器)是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)的核心部件。随着功率密度提升和开关频率增加,磁芯损耗成为影响整机效率和热设计的关键瓶颈。该解析模型能显著提升研发阶段磁性元件损耗评估的准确性,有助于优化PCS及逆变器在高频工况下...
一种10-MHz eGaN隔离式Class-Φ2直流变压器
A 10-MHz eGaN Isolated Class-Φ2 DCX
Zhiliang Zhang · Xue-Wen Zou · Zhou Dong · Yuan Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
该文提出了一种基于Class-E谐振变换器衍生的隔离式Class-Φ2谐振变换器。通过在开关管并联分流支路,有效降低了控制FET的电压应力。针对高输入电压下功率FET反向导通时间波动及驱动匹配困难的问题,该拓扑展现了在高频化应用中的优势。
解读: 该研究聚焦于MHz级高频功率变换技术,对阳光电源的未来产品研发具有前瞻性参考价值。在高频化趋势下,eGaN器件的应用能显著缩小功率密度,这对户用光伏逆变器及小型化充电桩产品线具有潜在的技术迭代意义。然而,目前该拓扑主要针对DCX(直流变压器)应用,在阳光电源现有的组串式逆变器或PowerTitan储...
卫星应用中GaN有源正激变换器多输出平面变压器多绕组配置优化
Multi-Winding Configuration Optimization of Multi-Output Planar Transformers in GaN Active Forward Converters for Satellite Applications
Zhiliang Zhang · Binghui He · Dong-Dong Hu · Xiaoyong Ren 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
针对多输出多绕组平面变压器因复杂耦合关系导致漏感难以最小化的问题,本文提出了一种基于漏磁场能量数学建模的方法。通过MATLAB编程筛选所有可能的绕组配置,以实现漏感的最小化,从而优化GaN有源正激变换器的性能。
解读: 该研究聚焦于高频、高功率密度的平面变压器设计及GaN器件应用,这对阳光电源的下一代高频化逆变器及小型化储能PCS产品具有参考价值。随着光伏和储能系统向更高功率密度演进,平面变压器技术是降低损耗和体积的关键。虽然该文侧重于卫星应用,但其漏感优化建模方法可迁移至阳光电源户用逆变器或小型化充电桩的DC-D...
基于半桥与全桥MMC的串联型海上风电场陆上变流器
HB and FB MMC Based Onshore Converter in Series-Connected Offshore Wind Farm
Gaopeng Guo · Haifeng Wang · Qiang Song · Jiao Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
与传统基于HVDC的海上风电场不同,串联型海上风电场无需海上变压器、电压源变流器及平台,显著降低了成本。本文研究了基于半桥(HB)和全桥(FB)模块化多电平变流器(MMC)的陆上变流器拓扑及其控制策略,旨在优化串联海上风电系统的并网性能与经济性。
解读: 该研究涉及的MMC技术是高压大功率风电变流器的核心演进方向。对于阳光电源而言,随着海上风电向深远海发展,串联型风电场架构能有效降低海上平台成本,与公司风电变流器业务高度契合。全桥MMC(FB-MMC)具备直流故障清除能力,是未来高压直流并网的关键。建议研发团队关注该拓扑在海上风电变流器中的应用,并结...
一种用于常用触发模式的低成本紧凑型SiC/Si混合开关栅极驱动电路
A Low Cost Compact SiC/Si Hybrid Switch Gate Driver Circuit for Commonly Used Triggering Patterns
Yongsheng Fu · Zhengrong Ma · Haipeng Ren · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
Si-IGBT与SiC-MOSFET并联构成的混合开关(HyS)因兼具高效率与低成本优势而备受关注,但其复杂的栅极驱动电路限制了实际应用。本文提出了一种低成本、紧凑的栅极驱动电路方案,旨在简化HyS的驱动逻辑与硬件设计,解决传统方案需要多芯片与多信号控制的难题。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)中,通过SiC与Si的混合封装技术,可以在保证高效率的同时有效降低系统成本,提升产品的市场竞争力。该驱动电路方案简化了控制复杂性,有助于提高功率模块的集成度与可靠性。建议研发团队评...
II类多层陶瓷电容器的损耗表征与建模:一种材料-微观结构-器件协同方法
Loss Characterization and Modeling of Class II Multilayer Ceramic Capacitors: A Synergistic Material-Microstructure-Device Approach
Yunlei Jiang · Borong Hu · Yanfeng Shen · Xufu Ren 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文针对高频谐振变换器中广泛使用的II类多层陶瓷电容器(MLCC),探讨了其在复杂电气工况(大信号、高频、直流偏置)下的损耗表征与建模问题。通过材料、微观结构与器件层面的协同分析,旨在解决现有模型在复杂工况下功率损耗预测不准确的难题,为高功率密度变换器设计提供理论支撑。
解读: MLCC是阳光电源组串式逆变器、户用储能系统及PowerTitan系列储能变流器中高频DC-DC变换环节的关键无源元件。随着产品向高功率密度和高频化演进,MLCC在复杂工况下的热失效和损耗问题直接影响系统可靠性。本文提出的多物理场协同建模方法,有助于研发团队在设计阶段更精准地评估电容损耗,优化散热布...
基于壳温预热阶段转折点的IGBT模块热疲劳状态监测
Condition Monitoring of Thermal Fatigue of IGBT Module Using Turning Point of Preheating Stage of Case Temperature
Yaoyi Yu · Xiong Du · Junjie Zhou · Hongyu Ren 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文提出利用IGBT模块壳温(Tc)动态响应中预热阶段的转折点作为热疲劳状态监测的有效指标。理论分析表明,该转折点随老化过程而增加,实验验证了该方法的有效性。该方法仅需温度测量,无需额外硬件,为功率器件的健康管理提供了低成本方案。
解读: IGBT是阳光电源光伏逆变器(组串式、集中式)及储能变流器(PowerTitan、ST系列)的核心功率器件。该研究提出的基于壳温转折点的在线监测方法,无需复杂传感器,非常适合嵌入到iSolarCloud智能运维平台中。通过对逆变器和PCS内部IGBT模块进行实时健康状态评估,可实现从“事后维修”向“...
基于边缘侧轻量化二维CNN的ANPC逆变器在线开路故障诊断
Online Open-Circuit Fault Diagnosis for ANPC Inverters Using Edge-Based Lightweight Two-Dimensional CNN
Chunxing Yao · Shuai Xu · Guanzhou Ren · Sijia Wu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
针对多电平逆变器故障诊断多为离线处理的问题,本文提出了一种用于三电平有源中点钳位(3L-ANPC)逆变器开路故障的在线诊断策略。通过将训练好的轻量化二维卷积神经网络(CNN)部署在边缘计算板上,实现了对逆变器故障的实时、精准检测,提升了电力电子系统的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线(如大功率组串式逆变器及集中式逆变器)具有极高的应用价值。ANPC拓扑常用于高压大功率光伏逆变器中,通过边缘侧轻量化CNN实现故障诊断,可显著提升iSolarCloud智能运维平台的故障预警能力,缩短运维响应时间。建议研发团队将此算法模型集成至逆变器的主控DSP或边缘网关...
一种基于动态扩散磁场的强抗偏移无线电能传输系统及其在无人机应用中的研究
A Strong Misalignment-Tolerance Wireless Power Transfer System Based on Dynamic Diffusion Magnetic Field for Unmanned Aerial Vehicle Applications
Can Zhang · Shuai Wu · Xichen Liu · Xiuyun Ren 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
针对无人机(UAV)载荷受限及着陆位置偏差导致的无线电能传输(WPT)难题,本文提出了一种基于两相间隔排列圆形发射线圈的动态扩散磁场设计。该方法通过优化磁场分布,显著提升了系统在位置偏移下的传输效率与稳定性,为无人机自动充电提供了高效的解决方案。
解读: 该技术主要针对无人机无线充电场景,与阳光电源现有的电动汽车充电桩业务在底层磁耦合与功率变换原理上有一定共性。虽然目前阳光电源充电桩业务聚焦于地面交通工具,但该研究中关于“强抗偏移”的磁场设计与有限元仿真方法,可为未来探索移动式充电、无人机巡检设备补能或特种充电场景提供技术储备。建议研发团队关注其动态...
基于灵活混合虚拟SPWM方法的五电平变换器电压平衡控制
Voltage Balancing Control Based on Flexible Hybrid Virtual SPWM Method for a Five-Level Converter With Lower Total Blocking Voltage
Chuangping Wen · Hua Chen · Xiangyang Xing · Chang Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
针对中压应用中具有较低总阻断电压的飞跨电容(FC)五电平拓扑,在高调制指数下传统调制方法难以维持电容电压平衡的问题,本文提出了一种灵活的混合虚拟SPWM方法。该方法有效解决了电容电压波动,降低了无源元件的体积与容量,提升了变换器在高压应用中的性能与可靠性。
解读: 该研究针对中压多电平拓扑的电压平衡控制,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)具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高直流电压等级发展,采用飞跨电容五电平拓扑可有效降低功率器件的电压应力,减少磁性元件体积,从而提升系统功率密度。建议研发团队关注该混合虚拟SPWM策...
基于多智能体系统一致性的多永磁同步电机速度协调控制固定时间协议
Fixed-Time Consensus Protocols of Multiagent Systems Based Speed Coordinated Control for Multiple Permanent Magnet Synchronous Motors Under Vector Control System
Limin Hou · Xiaoru Lan · Yifu Ren · Pinjia Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
本文提出了一种基于多智能体系统(MAS)一致性的多永磁同步电机(multi-PMSMs)速度协调控制方法。通过将单个电机的矢量控制系统视为一个智能体,利用智能体间的邻居交互实现多电机系统的速度协同,为利用人工智能实现多电机协调控制提供了新思路。
解读: 该研究提出的多智能体一致性控制算法在多电机协同领域具有前瞻性。对于阳光电源而言,该技术可应用于风电变流器的主从控制策略优化,提升多风机并网时的功率协调能力。此外,在大型储能系统(如PowerTitan)的电池簇并联控制或多逆变器并联运行场景中,引入多智能体协同控制逻辑,有助于提高系统在复杂电网环境下...
串联绕组电机驱动的共模分析与抑制方法
Common-Mode Analysis and Suppression Method for Series-End Winding Motor Drive
Zicheng Liu · Zhiyuan Wang · Guang Yang · Shaomeng Ren 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
串联绕组电机驱动(SWMD)是一种具有宽调速范围和高功率密度的新型驱动拓扑。然而,现有的调制方法会导致显著的共模电压(CMV)波动。由于SWMD绕组的串联特性,其CMV分析较常规星形连接电机更为复杂。本文针对该拓扑的CMV特性进行了深入分析,并提出了相应的抑制方法。
解读: 该文献研究的串联绕组电机驱动(SWMD)拓扑主要应用于高性能电机驱动领域,与阳光电源现有的光伏逆变器、储能PCS及风电变流器产品线在拓扑结构上存在差异。然而,文中涉及的共模电压(CMV)分析与抑制技术在电力电子变换器设计中具有通用性。对于阳光电源而言,该研究中关于复杂拓扑下的调制策略优化思路,可为公...
一种具有宽输出电压范围的模块化多电平DC-DC变换器拓扑
A Modular Multilevel DC–DC Converter Topology With a Wide Range of Output Voltage
Qiang Ren · Chi Sun · Fei Xiao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
针对现有模块化多电平DC-DC变换器(MMDC)在交流控制方法中存在的问题,本文提出了一种基于直流控制的新型MMDC拓扑,实现了宽输出电压范围。通过重构子模块结构,该变换器包含功率支路和辅助平衡支路,分别用于直流功率传输和电容电压平衡。
解读: 该拓扑对于阳光电源的储能业务(如PowerTitan、PowerStack系列)具有重要参考价值。在大规模储能系统中,电池组电压随荷电状态(SOC)变化范围较大,该变换器通过直流控制实现宽输出电压范围,能有效提升PCS的效率和功率密度,减少对复杂交流控制的依赖。建议研发团队关注其子模块重构技术,评估...
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