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飞机电力电子应用中过流热管理策略的比较研究
A Comparative Study of Thermal Management Strategies for Overcurrent in Aircraft Power Electronics Applications
Xu Zhang · Nikolaos Iosifidis · Yifei Wu · Haiyong Wan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
多电飞机系统中日益提高的功率密度在飞行周期内的过流与故障工况下对电力电子器件的热管理提出了严峻挑战。本文对比研究了液态金属相变材料（PCM）、热电冷却（TEC）和热管三种热管理策略在过流条件下的响应时间尺度与热性能。结果表明，PCM响应时间为秒级，而TEC与热管可达毫秒级。三者相较传统模块均显著降低了热阻，降幅分别为35%、21%和45%。其中热管结构热阻最低，结温降低最显著，且在过流循环测试中有效减小了平均结温和结温波动，延长了器件寿命。
解读: 该过流热管理研究对阳光电源功率模块设计具有重要参考价值。热管方案热阻降低45%、毫秒级响应特性可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器的IGBT/SiC模块散热优化，有效应对电网故障穿越、短路保护等过流工况。相比传统风冷方案，热管技术可显著降低结温波动，延长功率器件寿命，提升Powe...
考虑互联电感的高变比双有源桥变换器模型预测控制
Model Predictive Control of High-Turn-Ratio Dual Active Bridge Converter
Yiren Zhu · Xinyang Hao · Tao Yang · Zhenyu Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
在多电飞机(MEA)直流配电系统中,双有源桥(DAB)变换器用于管理不同直流母线间或储能设备(如电池)的功率传输。但因低压(LV)H桥电流变化率较高和电流幅值大,LV板与变压器间互联电感不可忽略,其在变压器次级侧引入明显电压降,可能导致功率控制不准确。为解决该问题,开发DAB变换器综合数学模型用于移动离散控制集模型预测控制(MDCS-MPC)方法以最小化稳态误差。该模型明确包含互联电感影响并进一步研究传输功率与LV侧电压降间关系。1000W DAB样机实验验证了模型和MDCS-MPC方法有效性,...
解读: 该考虑互联电感的DAB模型预测控制技术对阳光电源高变比变换器设计有重要参考价值。互联电感建模方法可应用于ST储能变流器的大功率DAB模块,提高功率控制精度。MDCS-MPC算法对阳光电源航空和特种电源领域的高可靠性要求有借鉴意义。该技术对PowerTitan储能系统的宽电压范围DC-DC变换和动态响...
一种增强多电飞机高压直流电源系统稳定性的主动阻尼控制策略
An Active Damping Control Strategy to Enhance the Stability of High Voltage DC Power Supply System for More Electric Aircraft
Yiming Yao · Zhuoran Zhang · Yankun Wang · Yiwei Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
随着电动机和电力电子变流器在多电飞机（MEA）的电力系统（EPS）中集成度的不断提高，恒功率负载（CPL）的占比持续上升。这给机载电力系统的稳定性带来了重大挑战。本文针对采用绕线转子同步发电机的高压直流供电系统提出了一种有源阻尼控制策略。首先，利用小信号建模推导了系统的输出阻抗。基于阻抗准则，分析了恒功率负载功率和控制参数对系统稳定性的影响。随后，对各种有源阻尼位置和配置的效果进行了分析和比较，最终选择虚拟电阻 - 电容串联作为最优有源阻尼方案。最后，推导并完善了有源阻尼控制策略的实现方法。实验...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文提出的主动阻尼控制策略具有重要的技术参考价值。虽然研究聚焦于航空领域的高压直流供电系统，但其核心问题——恒功率负载（CPL）导致的系统稳定性挑战，与我们在光伏储能系统中面临的技术难题高度相似。 在我们的储能变流器和微电网解决方案中，大量功率电子设备呈现恒功率特性，...
面向多电飞机电气系统的容错分层能量管理系统
Fault-tolerant hierarchical energy management system for an electrical power system on more-electric aircraft
Xin Wang · Jason Atkin · Serhiy Bozhko · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.379
摘要 多电飞机（More-Electric Aircraft, MEA）的概念在提升能源与交通领域的环境性能、经济性及可靠性方面具有巨大潜力。为充分发挥这一潜力，当前发展趋势是构建日益复杂的电气系统（Electrical Power Systems, EPSs）架构，以满足不断增长的电力需求。此外，一个可靠且智能的能量管理系统（Energy Management System, EMS）对于协调EPS中各类子系统至关重要，需在满足实时运行要求和安全准则的前提下，保障飞行的安全与高效，并降低各飞行...
解读: 该容错分层能源管理系统对阳光电源储能及充电桩产品线具有重要借鉴价值。其MPC+MILP的高层优化与快速响应低层规则的双层架构,可应用于ST系列PCS的多时间尺度协调控制,提升PowerTitan储能系统在电网故障时的可靠性。四模式容错机制可增强充电站群控系统的鲁棒性,确保关键负载供电连续性。该架构与...