摘要:矩阵变换器(Matrix converter，MC)是一种直接变换型的交流 交流电力变换装置，具有无电解电容、结构紧凑、功率密度高和恶劣环境条件下适应性强等优点，适用于电机驱动、移动电源和风力发电等场合，因此得到了国内外众多学者的关注。本文主要对MC在电机系统中应用的研究现状进行综述。首先对MC在异步电机、同步电机以及在航空作动器等电机驱动系统中的研究现状进行了评述，然后介绍了MC应用于基于燃气轮机的分布式发电系统和大功率风力发电中的发展现状，最后对MC在工业界的发展情况进行介绍。本文的内容对矩阵变换器的进一步研究及其推广应用具有参考价值。

摘要:从多电飞机用电设备的非线性特性探讨了飞机电源的特点，分析了变频交流电源的不足之处。从高温电力电子器件对飞机电源、配电和用电设备发展的价值，考察了下一代多电飞机电气系统的能量管理与热管理的必要性及其主要机电装置的研究方向。推动电力电子器件及其装置的发展，已成为实现多电飞机的必要条件。

摘要:航空静止变流器实现机载直流电到交流电的转换，是航空电源系统的重要组成部分。本文从拓扑和控制等方面回顾了近年的研究历程，讨论了提高航空静止变流器的功率密度、效率、输入/输出性能等的关键技术。分析了航空静止变流器的适用拓扑，采用反向恢复损耗问题小的拓扑、并采用交错移相控制技术等，可提高滤波器的等效开关频率，减轻被动元器件的重量。在DC-DC变换器的电压环中增加陷波滤波器，在DC-AC逆变器的电压环中增加谐振控制器，显著改变了特定频率处的变换器输出阻抗，解决了单相航空静止变流器的输入端的低频电流纹波问题，显著提升了航空静止变流器的输出电压调整率。在提高基础模块性能的基础上，研究了具有抗干扰能力强的组合控制技术，为航空静止变流器的标准化奠定了基础。

摘要:混合励磁电机是对传统单一励磁方式电机的发展，力求综合永磁电机和电励磁电机的优势和特点，有利于减少稀土永磁体用量、拓宽永磁电机调速及调压范围，在航空电源、新能源发电与驱动系统等领域有重要应用前景。本文从励磁结构和磁路原理两个角度对混合励磁电机进行分类和阐述,系统总结了提出的新型转子磁分路混合励磁电机及并列式混合励磁电机的结构原理与运行特点,论述了基于转子磁分路机理发展的混合励磁同步电机不同结构拓扑及其原理，给出了发电/电动运行控制的基本策略与方法。新型混合励磁结构拓扑及控制技术的研究为丰富和发展混合励磁电机技术提供了理论参考与实践指导。

摘要:开关磁阻电机(Switched reluctance machine, SRM)凭借结构简单、可靠性高、起动转矩大、起动电流小等内在优势，正得到越来越广泛的关注。另一方面，随着能源危机与环境问题的加剧，采用电能作为动力的交通工具是各国的研究热点。而在中国，研究适合国情，且具有高性价比的纯电动自行车具有巨大的现实意义与示范价值。本文研究了一种应用于电动自行车的三相12/16开关磁阻轮毂电机系统，经过理论分析确定电机结构，进一步利用有限元软件完成样机设计，详细叙述了电机的设计方法，讨论了绕组方案对电机性能的影响，最终试制了样机。利用基于ARM芯片制作的专用控制器完成了对该电机性能的初步验证。

摘要:针对无位置传感器的永磁无刷直流电机开环起动转矩脉动大、起动成功率低的问题，分析了基于三三导通三相逆变器的电压空间矢量调制(Space vector pulse width modulation, SVPWM)控制，并推导了三相星形连接下的定子合成磁势矢量与电流最大相磁势矢量的关系。在此基础上，提出了一种在前级增加定子磁势调节的起动控制策略并对其进行简化。该起动算法不依赖于电机转子凸极性和初始位置，并有效控制了起动电流大小和抑制了起动转矩脉动，电机开环起动性能比传统的升频起动显著提高。最后通过仿真和实验验证了该起动控制算法的有效性。

摘要:电励磁双凸极电机的传统标准角控制方法，在换相时容易产生负转矩，存在转矩脉动大的缺点；三状态提前角度控制方法，解决了电机在高速工作时的转矩小的不足，但也增大了转矩脉动。通过分析两种控制方法的优缺点，结合传统电机成熟的控制方法，提出了一种应用于电励磁双凸极电机的六状态优化提前角度控制策略，并推导出该控制策略下的最优提前角度。通过仿真和实验验证，该优化策略可以有效减小转矩脉动，并增加电机的转矩，提高了该电机的起动性能。

摘要:针对非线性、强耦合、直驱型的永磁球形电机动力学系统，设计了一种自适应反演滑模控制器。首先，通过拉格朗日第二方程以及卡尔丹角坐标变换建立永磁球形电机的转子动力学方程。然后，将反演设计方法和滑模控制有机结合抑制外界扰动和参数摄动的影响。其中，基于类李雅普诺夫方法获得外界扰动上界的自适应律，并采用一种新颖的趋近律消除抖振问题。最后，仿真结果对比证实：该控制器不仅能保证永磁球形电机动力学系统高精度的轨迹跟踪、快速的动态响应，而且对外界扰动具有较强的鲁棒性。

摘要:传统三电平中点箝位(Three-level neutral point clamped,3L-NPC)半桥逆变器在高压大功率条件下，由于开关器件损耗不均衡而使其容量受限，因此衍生了多种NPC型三电平半桥拓扑。为了优化选取NPC型拓扑及调制策略，对4种3L-NPC型拓扑(二极管NPC、有源式NPC、层叠式NPC及有源层叠式NPC)的调制策略及开关器件损耗分布进行了对比分析，并研制了一台5 kW的NPC型统一实验平台，进行了效率测试。理论分析与实验结果表明:(1) 根据零电平续流路径的配置不同，NPC型拓扑主要有4种调制策略；(2) 选取合理的NPC型拓扑及调制策略，不仅可以均衡器件损耗，而且系统效率基本不变，为逆变器的扩容奠定了基础。

摘要:提出了一种适合于Z源逆变器的直流链峰值电压直接检测与控制方法。Z源逆变器中逆变桥等效输入电压为其直流链峰值电压，控制直流链峰值电压恒定有利于减小功率器件的电压应力，同时给逆变级提供一个相对稳定的工作状态以及简化逆变侧的设计。在分析Z源逆变器直流链电压特性的基础上，给出了直流链峰值电压的直接检测方法，具有实现方案简单、成本低，不存在现有直流链峰值检测方法中的延时以及算法复杂等缺点。通过对检测得到的直流链峰值电压进行控制，在不同的输入电压与负载条件下都能实现直流链峰值电压的恒定。交流输出电压采用了峰值电压控制策略，通过采样输出电压，能实时计算得到输出电压峰值，通过控制峰值电压的恒定能够实现输出电压的稳定。基于所提出的直流链峰值电压与输出电压峰值控制策略，能够同时实现直流链峰值电压和输出电压的稳定，稳态与动态性能良好。实验结果证实了该控制策略的有效性。

摘要:针对高功率密度航空中频逆变器研制要求，采用混合级联式多电平逆变器的方案在减小输出滤波器的重量和体积上有显著优势，同时还能保证较好的输出特性和减小电磁干扰。本文对2H混合级联结构传统混合调制工作原理及存在的功率倒灌问题进行了详细分析研究，获得倒灌功率大小与主要参数的关系，为消除功率倒灌问题采用了单极性载波层叠调制方法，并对单极性载波层叠调制混合级联逆变器调制原理和输出特性进行了分析，并通过仿真进行了验证。

摘要:阐述了死区效应的产生机理及其在开环控制下对逆变器输出基波电压的影响和死区谐波频谱分布情况。在此基础上，通过闭环传递函数带宽分析，定量地分析了闭环系统对死区效应的抑制作用以及控制带宽大小对抑制死区效应效果的关系。以单电流闭环控制的LCL滤波并网逆变器系统为例，进行闭环控制带宽对死区效应抑制的仿真验证。最后，在一台250 kW三相并网逆变器上进行实验验证。仿真和实验结果证明了理论分析的正确性。

摘要:提出了双向功率流动场合的PWM Switch模型，同时选取典型的Buck/Boost双向变换器作为评估平台。小信号分析结果表明，Buck/Boost双向直直变换器通过仅控制Buck模式主控管可以对电池充放电模式进行切换。其提供了对变换器稳态及动态性能研究的一种快速仿真方法。基于改进PWM Switch模型及器件级电路的详尽仿真对比验证了模型的精确性。

摘要:非接触供电技术由于其供电灵活，具有少维护性及安全方便的优点，在移动设备充电场合、油田、水下供电场合具有很大的优势。本文主要针对串-串补偿、串-并补偿两种最为常用的非接触谐振变换器进行了分析。通过对两种变换器输出电压增益、输入阻抗的分析，说明了串-串补偿非接触谐振变换器更适合采用自激控制方法工作于高频增益交点，可获得较为恒定的输出和较高的效率；而串-并补偿非接触谐振变换器则更为适合采用锁相环(Phase lock loop, PLL)控制。最后，通过一台60 W串 串补偿和一台100 W串-并补偿非接触谐振变换器的实验证明了分析的正确性。

摘要:基于“集肤”与“邻近”效应开发一种可将“工作”与“噪声”电流分离的电磁干扰（Electromagnetic interference,EMI)滤波器。若在所开发的单元外侧制备具有一定厚度、对噪声可实现有效衰减的导体，由于集肤效应，该单元可实现对共模高频噪声电流的有效耗散；若在单元的内侧制备相同材料的导体，由于邻近效应，该单元可实现对差模高频噪声电流的有效耗散。采用合适的电气连接方式，滤波器单元可以将“噪声”电流和“工作”电流分离，从而对高频噪声电流进行有效的抑制，而对“工作”电流几乎衰减很小。文中基于有限元法，建立了该类单元的时谐场模型，仿真了单元导体中的电流密度分布，提取了其交流电阻系数，定量描述了该类单元对噪声的耗散能力。

摘要:LC单元是指“感容”集成的模块，是组成EMI滤波器的重要元件之一。理想情况下，LC单元由双面螺旋线构成。基于环形LC单元的不同连接方式，提出了一种新型结构——完成共模电感和差模电容的集成。本文建立了LC单元的等效模型，并在此基础上分析了该结构在差、共模电流作用下的参数模型。实验和理论研究表明，所提出的模块能有效增大共模电感值。

摘要:分析了VIENNA整流器在桥臂各个功率器件出现开路故障时所呈现的故障特征，指出了各桥臂续流二极管的开路故障对整流器的危害最大。进一步提出了利用三相输入电流直流分量以及输出电压交流纹波作为功率器件开路故障诊断的故障特征值。构建了基于人工神经网络的功率开关开路故障分类系统，并将所提取的故障特征值作为输入训练样本对其进行训练，最后通过MATLAB软件中M语言编程完成对故障分类系统的训练和测试。训练和测试的结果表明，训练后的神经网络故障分类系统可很好地对VIENNA整流器除续流二极管外的功率器件开路故障进行定位。

摘要:多脉冲隔离型变压整流器因其具有结构简单、可靠性高、输入输出电气隔离、输入电流谐波小并可通过匝比变换实现自由变压变流等优势，在工业及航空领域有着广泛的应用。本文在传统的18脉冲自耦型变压整流器的基础上采用加原边三角形绕组的方式来构造18脉冲不对称式隔离型变压整流器，对其工作原理、输入电流特性和输出电压特性进行了详细的理论分析，并通过对变压器建立等效模型，着重讨论了变压器绕组等效电阻及交流侧漏感对输出电压外特性的影响，为进一步优化变压器设计提供了依据。在原理分析的基础上研制了1 kW实验样机和200 kW工程样机，并通过实验验证了理论分析的正确性。

摘要:对一种采用分布电能变换技术的航空静止变流器进行分析和研究，变流器由两个推挽正激直流变换器和两级级联全桥逆变器组成，此种结构由规格统一的模块构成，功率变换被平均分配到各模块中进行，避免了高压功率器件的使用。通过对工作原理和控制策略的分析证明，此种结构可显著减小输出滤波器的体积重量，同时可以在较低的开关频率下实现很好的输出特性。研制的一款1 kVA 400 Hz原理样机效率达91.3%，质量仅为1.8 kg，验证了此静止变流器具有功率密度高、输出特性好、可靠性高、易于实现等优点。

摘要:介绍了一种半桥三端口变换器并联系统的均流控制策略。为了实现并联系统的稳定、均流运行，要求至少对其中两个端口进行均流控制，另一个端口根据功率平衡实现自然均流。采用一种近似解耦方法，通过设置控制环路带宽和引入解耦控制变量，实现了单个变换器模块控制环路之间的近似解耦，以方便控制环路参数设计。为了实现并联系统较高的稳定度和均流度，采用平均电流均流外环、电压内环的均流控制结构，并对均流环参数进行优化设计。基于200 W半桥三端口变换器模块搭建并联系统，实验结果验证了均流控制策略的正确性。

摘要:提出了基于数据驱动建模思想建立考虑温度影响的常断型SiC JFET器件模型的方法，解决了目前物理建模方法应用于功率半导体器件建模过程中器件自身结构、材料等参数获取困难的问题。根据常断型SiC JFET器件手册的图表信息并结合部分实测数据，在Saber软件中建立其热电耦合模型。通过对其静态特性和动态特性的仿真和实验研究，验证了考虑温度影响的常断型SiC JFET数据驱动模型的准确性。该数据驱动建模方法可以推广应用于其他功率半导体器件如功率SiC MOSFETs和GaN FETs等的建模。

摘要:提出了两种电流型双向多脉冲变流器的拓扑结构，实现了传统多脉冲整流器能量的双向流动。当其运行于逆变器状态时，变流器等效为一个电流型多重化逆变器，相较于传统分立式电流型多重化逆变器，此变流器具有电源与磁性元件数量少、系统体积小等优点。以18脉冲双向变流器为例，详细介绍了其工作原理，求出了18脉冲变流器总谐波失真(Total harmonic distortion, THD)最小时，各电平作用角度，提出了一种脉宽调制方式以实现交直流侧电压电流调节。最后通过仿真与硬件实验验证了所提系统的可行性。

摘要:所有实际的运动机构中都包含一定的非线性，对其进行精确的建模和控制是运动控制中具有挑战性的难题。文中提出了基于粒子群优化算法的RLS-PSO系统辨识建模方法，所得伺服转台模型具有良好拟合效果；对该模型提出改进的两步法，应用基于预测函数控制（Predictive functional control, PFC）的全局优化预测控制；伺服转台的仿真运行结果表明跟踪效果良好。

摘要:将最小二乘支持向量机（Least square support vector machine,LS-SVM）应用于小样本民机产品的可靠性预测分析。通过重构相空间的饱和嵌入维数，确定最小二乘支持向量机的最佳输入变量；然后，使用最小二乘向量机建立可靠度回归预测模型，运用自动网格搜索法，优化了最小二乘支持向量机的建模参数，实现了比现有方法精度高、泛化性好的模型。训练和测试的可靠性样本取自某机型襟翼液压锁寿命可靠性数据。与神经网络模型的比较实例表明，提出的方法合理有效。