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三电平ANPC逆变器的数字孪生建模与多参数监测方案
Digital Twin Modeling and Multiparameter Monitoring Schemes of Three-Level ANPC Inverters
Wensheng Song · Zhiwei Zhang · Sihui Zhang · Chenwei Ma 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文针对电力电子系统关键部件的可靠性问题,提出了一种基于数字孪生技术的非侵入式状态监测方案。通过构建三电平ANPC逆变器的数字孪生模型,实现了对系统内部关键参数的实时监测与评估,为提升电力电子变换器的运行可靠性提供了创新性解决方案。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。三电平ANPC拓扑广泛应用于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器(PCS)中。通过引入数字孪生技术,公司可在iSolarCloud智能运维平台中集成更精准的故障预测与健康管理(PHM)功能,实现对IGBT模块结温、老化程度的实时非...
三相逆变器驱动永磁同步电机系统的数字孪生建模与参数辨识方法
Digital Twin Modeling Method of Three-Phase Inverter-Driven PMSM Systems for Parameter Estimation
Wensheng Song · Yuchao Zou · Chenwei Ma · Sihui Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
本文提出了一种用于三相逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统的数字孪生建模方法,旨在实现离线系统参数辨识。该方法无需额外的信号注入或传感器设备,是一种非侵入式的数字建模与参数估计方案。
解读: 该技术在电机驱动与逆变控制领域具有重要应用价值。对于阳光电源而言,该非侵入式参数辨识方法可集成至iSolarCloud智能运维平台或逆变器嵌入式软件中,实现对光伏及储能系统中关键功率部件(如风电变流器或储能PCS中的电机/电感组件)的健康状态监测与参数实时校准。通过数字孪生技术,无需增加硬件成本即可...
基于高自适应电压扰动分解的永磁同步电机定子电气故障在线诊断与分类
Highly Adaptive Voltage Disturbance Decomposition‐Based Online Diagnosis and Classification of Stator Electrical Faults in PMSMs
Zhen Jia · Wensheng Song · Teng Lu · Chenwei Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
本文针对永磁同步电机(PMSM)定子匝间短路及高阻连接故障,提出了一种基于电压扰动分解的在线诊断与分类方法。该方法摆脱了对精确参数模型的依赖,克服了传统诊断技术在特定控制策略下的局限性,实现了电机电气故障的实时监测与精准分类。
解读: 该技术主要针对电机驱动领域,与阳光电源的核心业务(光伏/储能)虽非直接对应,但其提出的“无模型依赖”及“在线故障诊断”思路对公司产品具有重要参考价值。在阳光电源的风电变流器及储能系统中的冷却泵、风扇等辅助电机驱动单元,引入此类先进的在线诊断算法,可显著提升系统运行的可靠性,实现故障预警。建议研发团队...
基于脉冲模式优化辅助MPC的SiC基永磁同步电机驱动系统共模与差模电压抑制
Pulse Pattern Optimization-Assisted MPC for SiC-Based PMSM Drives to Reduce Both Common-Mode and Differential-Model Voltages
Chenwei Ma · Yunqiang Wu · Wensheng Song · Jiayao Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
随着碳化硅(SiC)功率器件在永磁同步电机(PMSM)驱动系统中的应用,电机侧电压过冲问题日益突出。在模型预测控制(MPC)框架下,虽然已有针对共模电压(CMV)的抑制策略,但针对SiC基驱动系统的差模电压(DMV)抑制仍需进一步优化。本文提出了一种脉冲模式优化辅助的MPC策略,旨在同时降低CMV和DMV,提升系统性能。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车驱动及高性能电机控制领域具有重要参考价值。SiC器件的高开关速度虽提升了效率,但带来的电压过冲和电磁干扰(EMI)是行业痛点。通过将脉冲模式优化与MPC结合,可有效降低共模和差模电压,减少电机绝缘压力及轴承电流损耗。建议研发团队在电动汽车充电桩的功率模块设计及高性能电机驱动...
基于单开关可控阶梯三倍频相间电抗器的12脉波整流器谐波抑制
Harmonic Reduction for 12-Pulse Rectifiers Using a Single-Switch Controllable Step-Tripling Interphase Reactor
Jingfang Wang · Hongwei Zhang · Bing Gong · Chenwei Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
本文提出了一种新型多脉波整流器,通过在直流侧引入单开关可控阶梯三倍频相间电抗器(SSCST-IPR),有效抑制12脉波整流器的输入电流谐波。该拓扑仅由一个有源开关、三个辅助二极管及带二次绕组的相间电抗器组成,通过协调调制实现谐波优化。
解读: 该技术主要针对大功率整流环节的谐波治理,虽然阳光电源目前的主流产品(如组串式逆变器、PowerTitan储能系统)多采用基于IGBT/SiC的三相PWM整流拓扑,但在大型工业驱动或特定大功率电源转换场景中,多脉波整流技术仍具有参考价值。该方案通过单开关实现谐波优化,体现了高效率与低成本的平衡设计思路...
基于高频电压扰动的永磁同步电机驱动器短路故障与电流传感器增益误差诊断与分类
Diagnosis and Classification of Short-Circuit Faults and Current Sensor Gain Errors in PMSM Drives Based on High-Frequency Voltage Disturbances
Teng Lu · Wensheng Song · Zhen Jia · Chenwei Ma 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
针对永磁同步电机(PMSM)定子短路故障与电流传感器增益误差特征相似导致的误诊问题,本文提出了一种基于高频电压扰动的集成化故障诊断、定位与分类框架,旨在实现实时、准确的故障识别。
解读: 该技术主要针对电机驱动系统的故障诊断,与阳光电源的电动汽车充电桩业务及风电变流器业务存在技术关联。在充电桩领域,该诊断算法可提升功率模块的运行可靠性;在风电变流器业务中,该方法可用于优化电机侧变流器的故障监测与保护策略。建议研发团队关注该高频电压注入诊断技术,以提升阳光电源电力电子设备在复杂工况下的...
一种基于电流残差的永磁同步电机匝间短路与高阻连接故障诊断与分类方法
A Generalized Current Residual-Based Diagnosis and Classification Method for Interturn Fault and High-Resistance Connection Fault in Model Predictive Controlled PMSMs
Zhen Jia · Wensheng Song · Chenwei Ma · Teng Lu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
模型预测控制(MPC)因响应快、灵活性高被广泛应用于电机驱动。然而,MPC下的电机故障诊断研究尚不充分。本文针对匝间短路(ITF)与高阻连接(HRC)故障特征相似的问题,提出了一种基于电流残差的通用诊断与分类方法,有效提升了MPC控制系统在复杂工况下的可靠性。
解读: 该研究聚焦于MPC控制下的电机故障诊断,对阳光电源的业务具有一定的参考价值。虽然阳光电源的核心业务侧重于光伏逆变器和储能PCS,但公司在风电变流器及部分储能系统配套的电机驱动控制中同样应用了MPC技术。该方法提出的基于电流残差的故障诊断策略,可优化公司iSolarCloud智能运维平台中对变流器及电...
一种带有三角形配置脉冲倍增电路的新型36脉冲整流器
A Novel 36-Pulse Rectifier With a Delta-Configured Pulse-Doubler Circuit
Jingfang Wang · Jianhua Wang · Wenyi Zhang · Xuliang Yao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
为提升传统18脉冲整流器的谐波抑制能力,本文提出了一种三角形配置脉冲倍增电路(DC-PDC),并构建了新型36脉冲整流器。该电路通过在整流器直流侧集成三个双抽头变换器,有效改善了输入电流质量,降低了谐波含量。
解读: 该技术主要针对大功率整流环节的谐波治理,虽然阳光电源目前的主流产品(如组串式逆变器、PowerTitan储能系统)多采用基于IGBT/SiC的PWM整流技术,但在大型工业电源、电解水制氢电源或特定高压直流输入应用场景中,多脉冲整流技术仍具有低成本、高可靠性的优势。建议研发团队关注该拓扑在降低输入电流...
一种在电动汽车变直流母线电压条件下降低共模电压和电流畸变的改进型模型预测控制
An Improved MPC With Reduced CMV and Current Distortion for PMSM Drives Under Variable DC-Bus Voltage Condition in Electric Vehicles
Jiayao Li · Wensheng Song · Hao Yue · Na Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
针对传统降低共模电压模型预测控制(RCMV-MPC)在低速下控制精度低及开关频率高的问题,本文提出了一种改进型MPC策略。该策略针对电动汽车永磁同步电机(PMSM)驱动系统,在变直流母线电压工况下,有效降低了共模电压,提升了稳态性能并降低了开关频率。
解读: 该技术主要应用于电动汽车驱动系统,与阳光电源的电动汽车充电桩及车载电源业务高度相关。通过改进MPC算法,能够有效抑制共模电压(CMV),减少电机驱动系统的电磁干扰,并提升变母线电压下的动态响应性能。对于阳光电源而言,该算法可优化充电桩功率模块的控制策略,提升系统能效与电磁兼容性(EMC)。建议研发团...
基于数字孪生的单相PWM整流器灰箱建模与关键参数监测
Gray-Box Modeling and Key Parameters Monitoring of Single-Phase PWM Rectifiers Based on Digital Twins
Sihui Zhang · Wensheng Song · Zhiwei Zhang · Jian Chen 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
针对工业保密性和知识产权限制导致控制参数难以获取的问题,现有单相脉宽调制(PWM)整流器的白箱数字孪生(DT)模型在实际应用中受限。为此,本文提出一种可克服未知控制参数限制且精度更高的灰箱DT模型。该模型引入死区效应和电容等效串联电阻(ESR),提升了准确性,并更贴近实际系统运行特性,具备更全面的健康状态监测能力。基于实测动静态工况数据,模型部署于独立服务器,结合粒子群与鲸鱼优化混合算法实现关键参数精确在线监测。实验验证了模型在不同工况、参数及控制策略下的有效性,并分析了误差影响。本研究推动了非...
解读: 该灰箱数字孪生建模技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST储能变流器和车载OBC充电机中,PWM整流器是核心功率单元,该技术可在无需获取控制参数的情况下实现精确建模,特别适用于第三方设备集成场景。引入死区效应和电容ESR的建模方法可提升SiC器件应用的精度,支持iSolarCloud平台的非...
基于脉冲模式优化辅助的模型预测控制用于碳化硅永磁同步电机驱动以同时降低共模和差模电压
Pulse Pattern Optimization-Assisted MPC for SiC-Based PMSM Drives to Reduce Both Common-Mode and Differential-Model Voltages
Chenwei Ma · Yunqiang Wu · Wensheng Song · Jiayao Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
随着碳化硅(SiC)功率器件在永磁同步电机(PMSM)驱动系统中的应用,电机侧的电压过冲问题变得更加突出。在模型预测控制(MPC)框架内,一些策略已考虑降低共模电压(CMV)。然而,基于模型预测控制的碳化硅永磁同步电机驱动系统的差模电压(DMV)降低问题尚未得到充分研究。因此,本文提出一种改进的模型预测控制方法,用于同时降低基于碳化硅的永磁同步电机驱动系统的共模电压和差模电压。为避免额外的硬件配置,本研究从电压矢量脉冲模式优化的角度入手。在所提出的方法中,根据调制指数设计了两组脉冲模式,充分考虑...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项针对碳化硅(SiC)功率器件在永磁同步电机驱动系统中的模型预测控制(MPC)优化技术具有重要的应用价值和战略意义。 在技术层面,该研究同时解决共模电压(CMV)和差模电压(DMV)过冲问题,这与我司在光伏逆变器、储能变流器及新能源汽车驱动系统中面临的核心挑战高度契合。...