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用于电动飞机推进的2-kV 1-MW 20000-r/min集成模块化电机驱动系统
2-kV 1-MW 20000-r/min Integrated Modular Motor Drive for Electrified Aircraft Propulsion
Jin Wang · Thomas M. Jahns · Patrick McCluskey · John Kizito 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2023年6月
应对全球气候变化亟需实现飞机推进系统的电气化。未来兆瓦级电动推进系统面临的关键挑战之一是在高海拔下高电压引发的局部放电问题，可能严重影响系统可靠性。针对此问题，多学科研究团队提出、设计并初步测试了一台额定参数为2 kV、1 MW、20000 r/min的集成模块化电机驱动系统（IMMD），其功率重量密度达9 kW/kg，为目前最高水平。本文介绍了该系统的整体架构、关键设计方法、电力电子子系统在额定工况下的试验结果，以及IMMD整机原型的初步测试数据。后续将在美国国家航空航天局（NASA）试验 f...
解读: 该2kV高压集成模块化驱动技术对阳光电源具有重要借鉴价值。其9kW/kg功率密度设计理念可直接应用于ST系列储能变流器的功率模块优化，通过SiC器件与集成化封装提升系统功率密度。高压局部放电抑制技术对1500V光伏逆变器和高压储能系统的绝缘设计具有指导意义，可提升高海拔地区设备可靠性。模块化架构思想...
使用增材制造换热器对电机绕组进行冷却以实现极高的电流密度
Cooling of Motor Windings Using Additively Manufactured Heat Exchangers for Extremely High Current Density
Ahmed Hembel · Bulent Sarlioglu · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年6月
有效的热管理对于电机至关重要，其中绕组是主要的热源。目前采用的冷却方法，如定子外壳冷却和喷油冷却，需要热量穿过定子磁轭或绕组的轴向长度，导致效率低下。本研究提出了一种新颖的槽内冷却设计，该设计将3D打印的热交换器直接与绕组集成在一起，解决了高功率密度电机高效散热的难题。该设计的特点是扁平铜线绕组与采用增材制造工艺生产的导热、电绝缘聚合物热交换器相粘结。通过使冷却液更接近绕组，所提出的设计提高了载流能力并降低了工作温度。与传统液冷电机相比，这种结构在减小定子槽尺寸的同时，使绕组和槽内的电流密度分别...
解读: 该增材制造换热器技术对阳光电源的电力电子产品散热优化具有重要启发。主要可应用于：1)大功率储能变流器ST系列的IGBT/SiC模块散热系统优化，提升功率密度；2)新能源汽车OBC及电机驱动系统的集成散热方案设计，实现小型化；3)户外型光伏逆变器SG系列的内部功率器件冷却优化。通过在关键热点区域植入定...
模块化可重构六相永磁同步电机驱动的短路故障容错运行
Short-Circuit Fault-tolerant Operation of Modular and Reconfigurable Six-phase PMSM Drive
Woongkul Lee · Junhyuk Im · Seun Guy Min · Renato A. Torres 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
面向交通运输系统的电驱动装置要求高可靠性，具备强健的容错能力。绕组短路故障易引发高温、转矩脉动及拖曳转矩，可能导致火灾、永磁体不可逆退磁等连锁故障。现有容错控制策略在故障下常伴随性能下降与损耗增加。本文提出一种基于三个两相逆变器模块的模块化可重构容错方法，通过反电动势重构相电流并补偿故障电流，在单相或两相短路故障下实现有效容错运行。仿真与实验验证了该方法的有效性，显著抑制了转矩脉动与功率损耗，保持故障后机械输出稳定，适用于需维持额定转矩或输出功率的安全关键场合。
解读: 该模块化可重构六相电机容错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。其基于两相逆变器模块的容错架构可直接应用于电动汽车电机控制器，通过反电动势重构实现短路故障下的转矩脉动抑制，显著提升驱动系统可靠性。该技术对ST储能系统的冷却风机、PowerTitan的液冷泵电机等关键辅助驱动同样适用，可...