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伺服系统多轴协同控制技术综述
A Review of Multi-axis Coordinated Control Technology in Servo Systems
史婷娜 · 王敢 · 曹彦飞 · 王志强 · 中国电机工程学报 · 2025年6月 · Vol.45
本文突破传统耦合与非耦合分类方法，首次从多轴伺服系统的实施环节出发，对硬件架构、变流器拓扑、实时控制技术、协同控制方式及策略等进行全方位综述。创新性提出五类硬件架构分类；综合评估不同变流拓扑在经济性、容错性与控制复杂度等方面性能；聚焦芯片与网络总线，揭示网络化实时控制普及的技术瓶颈；首次提出并行类与主从类耦合控制分类，并从原理与结构层面深入归纳控制方式与策略的改进；结合多学科视角探讨现存难点，展望未来发展方向。
解读: 该多轴协同控制技术对阳光电源多产品线具有重要应用价值。在PowerTitan储能系统中，多台ST系列变流器并联运行需要精确的主从协同控制，文章提出的并行类与主从类耦合控制分类可优化功率分配均衡性与系统容错性。在新能源汽车领域，电机驱动系统的多轴协同控制直接影响OBC充电机与驱动器性能，硬件架构分类与...
利用中性点偏移提高模块化多电平变换器的可靠性
Enhancing the Reliability of Modular Multilevel Converters Using Neutral Shift
Jakub Kucka · Dennis Karwatzki · Axel Mertens · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年12月
本文提出了一种针对模块化多电平变换器（MMC）的控制策略，通过中性点偏移和专用功率前馈控制，实现了在非冗余模块故障情况下的稳定运行。该方法通过仿真验证了其可行性。
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）具有重要参考价值。MMC拓扑常用于高压大功率场景，通过中性点偏移技术，可以在不增加冗余模块成本的前提下提升系统容错能力，显著增强设备在极端工况下的可靠性。建议研发团队评估该控制策略在现有高压变流器平台中的集成潜力，以优化系...
一种容错型串联谐振DC-DC变换器
A Fault-Tolerant Series-Resonant DC–DC Converter
Levy Costa · Giampaolo Buticchi · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
串联谐振DC-DC变换器（SRC）广泛应用于通信电源、电动汽车无线充电及高压电源领域。在固态变压器应用中，故障容错能力至关重要。本文提出了一种针对SRC的重构方案，通过冗余设计实现故障容错，提升了系统的可靠性与运行稳定性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。储能变流器（PCS）和充电桩内部的高频DC-DC变换级是提升系统功率密度与可靠性的核心。引入容错重构方案，可在功率器件发生故障时通过拓扑重构维持系统运行，显著降低运维成本，提升产品在严苛工...
具有直流故障阻断能力的增强型模块化多电平变换器
The Enhanced Modular Multilevel Converter With DC Fault Blocking Capability
Govind Avinash Reddy · Anshuman Shukla · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
针对模块化多电平变换器（MMC）能量存储需求大及缺乏直流故障耐受能力的缺陷，本文提出了一种新型子模块（SM）结构。该结构在保持MMC高功率应用优势的同时，实现了直流故障阻断功能，为高压大功率电力电子变换器提供了更可靠的拓扑方案。
解读: 该研究针对MMC拓扑的直流故障处理能力进行了优化，这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。在超高压、大容量并网场景下，直流侧故障保护是提升系统安全性的核心技术。建议研发团队关注该新型子模块结构在降低系统冗余度与提升故障穿越能力方面的潜力，探索其在未...
双通道电动驱动复用车载充电机独立充电控制方法
Independent Charging Control Method for Dual-Channel Electric-Drive-Reutilized Onboard Charger
Xunhui Cheng · Feng Yu · Linyuan Liu · Zhihao Zhu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
双通道电驱动系统具有高模块化设计，显著提升了电动汽车的容错性和可靠性。基于此设计的车载充电机（EDROC）在成本、重量和功率密度方面优势明显。本文针对双通道EDROC中两路电池充电功率不平衡的问题，提出了一种独立充电控制方法，以实现高效的能量管理与功率分配。
解读: 该技术探讨了车载充电机（OBC）与电驱动系统的集成复用，属于电力电子变换技术的前沿领域。对于阳光电源而言，虽然目前核心业务聚焦于光伏逆变器和储能系统，但该研究中涉及的“多通道功率变换”与“高功率密度设计”理念，可为公司电动汽车充电桩产品线提供技术参考。特别是针对未来车网互动（V2G）场景，该类集成化...
用于高电流密度电解槽的混合多模脉冲倍增对称虚拟48脉冲整流器
Symmetrical Virtual 48-Pulse Rectifier With Hybrid Multimode Pulse Multiplication for High-Current-Density Hydrogen Electrolyzers
Hanlei Tian · Guozhuang Liang · Jinliang Huang · Junyu Fan 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文针对可再生能源制氢系统，提出了一种新型虚拟48脉冲整流拓扑。该方案通过混合多模脉冲倍增技术，有效解决了大功率电解槽电源系统中常见的谐波畸变严重、输出电流纹波大及故障容错能力不足等问题，显著提升了高电流密度制氢系统的电能质量与运行可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的绿氢业务具有重要参考价值。阳光电源在电解水制氢领域拥有成熟的电解槽电源解决方案，该研究提出的虚拟48脉冲整流技术能有效降低大功率整流系统的谐波含量，减小输出电流纹波，从而延长电解槽寿命并提升制氢效率。建议研发团队关注该拓扑在兆瓦级制氢电源中的应用潜力，通过优化功率模块设计，进一步提...
基于状态观测器残差时域分析的交错并联变换器开路故障识别方法
Open-Circuit Fault Identification Method for Interleaved Converters Based on Time-Domain Analysis of the State Observer Residual
Nicolas Wassinger · Emiliano Penovi · Rogelio Garcia Retegui · Sebastian Maestri · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
本文针对多相交错并联变换器，提出了一种基于状态观测器残差时域分析的开路故障诊断方法。该方法利用交错并联结构的冗余特性，在不损失纹波抑制性能的前提下，实现故障的快速识别与定位，对于提升电力电子系统在连续运行工况下的容错能力具有重要意义。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、储能变流器PCS）具有极高的应用价值。阳光电源的组串式逆变器广泛采用多路MPPT及交错并联技术，该故障诊断方法能有效提升系统在复杂工况下的可靠性，缩短运维响应时间，降低iSolarCloud平台的故障误报率。建议研发团队将该观测器算法集成至DSP控制固件...
集成储能的模块化多电平变换器容错性能评估
Assessment of Fault Tolerance in Modular Multilevel Converters With Integrated Energy Storage
Theodore Soong · Peter W. Lehn · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年6月
本文探讨了将储能系统集成至电网的方案。传统方案依赖直流母线连接，存在电池串联过长导致的可靠性问题。文章研究了模块化多电平变换器（MMC）集成储能的拓扑结构，重点分析了其在故障情况下的容错能力，旨在提升储能系统整体的可靠性与运行效率。
解读: 该研究对于阳光电源PowerTitan及PowerStack等大型储能系统具有重要参考价值。目前阳光电源的储能产品正向高压化、模块化演进，MMC拓扑在提升电能质量、降低谐波及实现电池簇精细化管理方面具有潜力。文章提出的容错控制策略可优化PCS（储能变流器）在单模块故障时的冗余运行能力，提升系统可用度...
用于三相开关磁阻电机的集成容错模块化全桥变换器
Modular Full-Bridge Converter for Three-Phase Switched Reluctance Motors With Integrated Fault-Tolerance Capability
Qingguo Sun · Jianhua Wu · Chun Gan · Jifeng Guo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文提出了一种用于三相开关磁阻电机（SRM）的新型模块化全桥变换器，为开关器件的开路和短路故障提供了先进的容错解决方案。该变换器由两个标准六单元开关模块组成，其模块化拓扑结构极大地促进了工业化大规模生产。
解读: 该文献提出的模块化全桥拓扑及容错控制策略，主要针对电机驱动领域，与阳光电源现有的光伏逆变器和储能PCS业务存在差异。然而，其“模块化设计”和“故障容错”理念对阳光电源的PowerTitan等大型储能系统及组串式逆变器具有参考价值。在储能系统追求高可靠性和易维护性的背景下，该文中关于开关器件故障诊断与...
针对三电平HANPC变换器的改进型SVM容错控制技术
Multi Open-/Short-Circuit Fault-Tolerance Using Modified SVM Technique for Three-Level HANPC Converters
Laith M. Halabi · Ibrahim Mohd Alsofyani · Kyo-Beum Lee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
开路和短路故障严重影响电力转换系统的稳定性和可靠性。针对传统空间矢量调制（SVM）在故障发生时控制失效的问题，本文提出了一种改进的SVM技术，能够有效实现三电平HANPC变换器的故障容错控制，提升系统运行的可靠性。
解读: 该研究针对三电平HANPC（混合有源中点钳位）拓扑的容错控制，与阳光电源的核心产品线高度相关。HANPC拓扑常用于高功率密度、高效率的光伏逆变器及储能变流器（PCS）中。通过改进SVM算法实现开/短路故障下的容错运行，能显著提升PowerTitan等大型储能系统及组串式逆变器在极端工况下的可靠性，减...
实现全模块化输入串联输出并联逆变系统高可靠性的分布式控制与冗余技术
Distributed Control and Redundant Technique to Achieve Superior Reliability for Fully Modular Input-Series-Output-Parallel Inverter System
Tianzhi Fang · Le Shen · Wei He · Xinbo Ruan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
输入串联输出并联（ISOP）逆变系统适用于高输入电压和大输出电流场景。该多模块串并联结构具备显著的可靠性优势。本文提出了一种分布式控制与冗余技术，旨在通过模块化冗余设计，提升整体系统的运行可靠性与故障容错能力。
解读: ISOP拓扑在阳光电源的集中式逆变器及大型储能PCS（如PowerTitan系列）中具有重要应用价值。该文提出的分布式控制与冗余技术，能够有效解决多模块并联时的均流与故障隔离问题，对于提升阳光电源产品在极端工况下的可用性至关重要。建议研发团队关注该技术在模块化储能系统中的应用，通过引入冗余控制策略，...
并联多相无刷直流电机性能比较：综合分析
Comparing the Performance of Parallel Multi-Phase Brushless DC Motors: A Comprehensive Analysis
Wei Chen · Lixiang Zhu · Xinmin Li · Tingna Shi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文分析并比较了对称与非对称绕组并联多相无刷直流电机（BLDCM）。针对航空领域对高可靠性和容错性的需求，提出了对称绕组并联多相BLDCM的结构与设计方法，旨在提升电机系统的运行稳定性与故障耐受能力。
解读: 该研究聚焦于高可靠性多相电机驱动，虽主要面向航空领域，但其核心的“故障容错设计”与“多相并联拓扑”对阳光电源的电动汽车驱动及高性能电机控制业务具有参考价值。在电动汽车充电桩及车载电力电子领域，提升功率模块的冗余度与故障诊断能力是提升产品竞争力的关键。建议研发团队关注文中对称与非对称绕组在极端工况下的...
用于海底配电网优先负载的双向LCL-T谐振DC-DC变换器
Bidirectional LCL-T Resonant DC–DC Converter for Priority Loads in Undersea Distribution Networks
Tarak Saha · Anindya Chitta Bagchi · Hongjie Wang · Regan Andrew Zane · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文针对海底长距离直流配电网，提出了一种用于串联直流供电系统的双向LCL-T谐振DC-DC变换器。该变换器在维持恒流输入的同时，能够实现负载侧的电压或电流调节，并在电缆故障等极端工况下保障关键负载的供电可靠性。
解读: 该研究提出的双向LCL-T谐振拓扑在宽电压增益范围和软开关特性上具有优势，对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack系列）及PCS技术具有参考价值。虽然海底配电网属于特定应用场景，但其高可靠性、双向功率流控制及在复杂电网环境下的稳压策略，可为阳光电源在微电网、离网储能及极端环...
面向无传感器三相四桥臂模块化多电平变换器的有限电平状态模型预测控制
Finite-Level-State Model Predictive Control for Sensorless Three-Phase Four-Arm Modular Multilevel Converter
Xing Liu · Lin Qiu · Youtong Fang · Zhouhua Peng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文提出了一种针对三相四桥臂模块化多电平变换器（MMC）的有限电平状态模型预测控制策略。该研究旨在提升系统在桥臂故障及传感器故障条件下的可靠性。通过引入四桥臂拓扑，进一步增强了MMC系统的容错能力。
解读: 该研究关注的MMC拓扑及容错控制技术，对阳光电源的高压大功率储能系统（如PowerTitan系列）及大型集中式光伏逆变器具有重要参考价值。MMC技术在提升电能质量和降低谐波方面表现优异，而文中提到的容错控制与无传感器技术，能够有效提升系统在极端工况下的可靠性，降低传感器故障导致的停机风险。建议研发团...
基于虚拟矢量和空间矢量调制的多相感应电机驱动模型预测电流控制
Model Predictive Current Control of Six-Phase Induction Motor Drives Using Virtual Vectors and Space Vector Modulation
Osvaldo Gonzalez · Magno Ayala · Carlos Romero · Larizza Delorme 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
多相电机因其低转矩脉动、高电流分布能力及容错性，在高性能工业应用中优势显著。本文针对多相驱动系统，分析了模型预测电流控制（MPCC）策略，并结合虚拟矢量与空间矢量调制技术，旨在优化多相电机的控制性能与运行效率。
解读: 该文献探讨的多相电机驱动控制技术，主要应用于高性能工业电机驱动领域。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能PCS及风电变流器，但其提出的‘模型预测控制(MPC)’与‘空间矢量调制(SVPWM)’算法在电力电子变换器中具有通用性。特别是针对风电变流器或大功率储能PCS，引入虚拟矢量和改进的M...
六相感应电机驱动器容错能力的统一分析
A Unified Analysis of the Fault Tolerance Capability in Six-Phase Induction Motor Drives
Wan Noraishah Wan Abdul Munim · Mario J. Duran · Hang Seng Che · Mario Bermudez 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
本文探讨了六相电机驱动系统的容错能力。利用六相电机固有的冗余性，在无需额外硬件的情况下实现了故障容错。文章重点研究了六相电机的容错设计、建模及控制策略，旨在为工业应用中提升驱动系统的安全性和经济性提供统一的分析框架。
解读: 该文献主要研究多相电机驱动的容错控制，与阳光电源核心的光伏逆变器及储能PCS业务关联度较低。然而，其核心思想——利用系统冗余实现故障容错，对阳光电源的功率电子变换器设计具有参考价值。在风电变流器或大功率储能PCS的冗余设计中，借鉴多相系统的容错控制逻辑，可提升设备在极端工况下的可靠性。建议研发团队关...
基于故障容错NPC IGCT变换器中功率器件的热应力与高温效应研究
Thermal Stress and High Temperature Effects on Power Devices in a Fault-Resilient NPC IGCT-Based Converter
Anderson Vagner Rocha · Subhashish Bhattacharya · Giti Karimi Moghaddam · Richard D. Gould 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
集成门极换流晶闸管（IGCT）及压接式功率二极管已广泛应用于百千瓦至兆瓦级中压中点钳位（NPC）变换器。由于其在工业核心流程中的关键作用，高可靠性与可用性至关重要。本文重点研究了在故障容错运行模式下，高温环境与热应力对功率器件性能及寿命的影响，为提升大功率变换系统的可靠性提供了理论支撑。
解读: 该研究关注中压大功率NPC拓扑及IGCT器件的热可靠性，与阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的技术路线有一定关联。虽然阳光电源目前主流采用IGBT/SiC器件，但随着大功率变换器向更高电压等级和更高功率密度演进，文中关于多电平拓扑的热应力分析及故障容错设计方法，对...
对称六相交流驱动器全转矩范围内耐受电阻不对称的最小铜损在线控制策略
Online Control Strategy for Tolerating Resistance Asymmetry With Minimum Copper Loss in the Full Torque Range for Symmetrical Six-Phase AC Drives
Alejandro G. Yepes · Wessam E. Abdel-Azim · Abdullah Shawier · Mahmoud Said Abdel-Majeed 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
多相驱动系统在容错性方面优于三相系统。本文针对对称六相交流驱动器，研究了定子绕组电阻不对称问题。提出了一种在线控制策略，旨在全转矩范围内实现电阻不对称的容错控制，并同时最小化铜损，提升了系统的运行效率与可靠性。
解读: 该研究聚焦于多相电机驱动的容错控制与损耗优化，虽然阳光电源目前核心业务集中在光伏逆变器、储能PCS及风电变流器，但其提出的“电阻不对称容错”与“损耗最小化”控制逻辑，对风电变流器（尤其是大功率海上风电）以及未来可能涉及的高可靠性电机驱动系统具有参考价值。建议研发团队关注该控制算法在多电平变流器拓扑中...
一种新型多电平逆变器及其在基于直流超导电缆的光伏系统中用于功率波动补偿的研究
A Novel Multilevel Inverter and its Study in PV System for Power Fluctuation Compensation Using DC Superconducting Cable
Haroon Rehman · Shirazul Islam · Kohei Higashikawa · Atif Iqbal 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
本文提出了一种新型七电平开关电容逆变器（7L-SCI）拓扑，并将其应用于带有直流超导电缆的并网光伏（PV）系统。该拓扑具备对开关器件故障的固有容错能力。文中对所提拓扑与多种七电平多电平逆变器（MLI）进行了对比分析。利用直流超导电缆的能量存储特性，可有效平抑光伏输出功率波动，其高速充放电能力克服了传统技术难以调控的问题。同时，超导电缆的应用降低了逆变器输入电流的尖峰，弥补了开关电容型逆变器的常见缺陷。通过实验样机验证了拓扑性能，并借助MATLAB/Simulink®仿真结果展示了有无超导电缆时系...
解读: 该七电平开关电容逆变器拓扑对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要参考价值。其固有容错能力可提升产品可靠性，减少开关器件数量有助于降低成本。文中提出的直流超导电缆储能方案为PowerTitan大型储能系统提供了新思路，其高速充放电特性可增强功率波动抑制能力，优于传统电池储能响应速度。...
一种用于驱动系统的单直流电源多电平逆变器，具有扩展的线性调制范围和容错能力
A Single DC Source Multilevel Inverter for Drives With Increasing Linear Modulation Range and Fault Tolerant Capability
Vaidika T. Pardhi · Rohith Pottekkat · Vivek R. S. · K. Gopakumar 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年2月
所提出的七电平混合多电平逆变器将三电平飞跨电容逆变器与级联 H 桥逆变器相结合。其主要目标是开发一种七电平拓扑结构，该结构使用正弦控制在线性和扩展线性调制范围内均能高效运行。这种设计在保留多电平结构的同时，通过正弦脉冲宽度调制（PWM）扩展了线性调制范围。通过对正弦 PWM 的过调制区域进行线性化处理，该系统改善了弱磁运行时的性能，而传统的六步逆变器在弱磁运行时会产生低次谐波。在这种拓扑结构中，即使在扩展线性调制范围内，相电压基波峰值的最大值仍保持为直流母线电压的 0.637 倍。该逆变器具有容...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项七电平混合多电平逆变器技术具有显著的应用价值和战略意义。该拓扑结构通过集成三电平飞跨电容与级联H桥，实现了单直流源供电、降低开关数量和开关电压等级的优化设计，这与我司在光伏逆变器和储能系统中追求的高效率、低成本目标高度契合。 技术的核心创新在于扩展线性调制范围并实现正...