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欢迎阅读IEEE Transactions on Energy Conversion 2026年issue1推送（第7期/共7期）。本期推送共包含11篇研究论文简介，内容聚焦于高性能电机驱动、先进控制策略、新型电机拓扑与优化设计、以及电力电子与新能源系统稳定性等前沿领域。具体涵盖了无传感器控制的永磁同步与感应电机方法、针对高温超导与无轴承电机的动力学建模与控制策略、同步调相机在弱电网中的短路比与锁相环稳定性分析、以及基于多相电机的能量路由器与多物理场的电磁-热-力联合优化设计。上述研究为工业驱动、交通牵引、可再生能源并网与微电网可靠性提升提供了理论与工程化路径，具有重要的应用价值与推广潜力。
本期目录
📖 第1篇：电感失配与负载条件下永磁同步电机的无传感器转子磁链辨识
📖 第2篇：变相极感应电机极数转换的无速度传感器控制
📖 第3篇：考虑电磁力时空分布的高温超导直线同步电机结构动力学建模方法
📖 第4篇：单绕组无轴承磁通切换永磁电机的悬浮内模控制与主动脉动抑制
📖 第5篇：考虑无功功率的同步调相机对锁相环稳定性改善及短路比评估的影响研究
📖 第6篇：基于改进混合方法的同步磁阻电机三维热应力分析
📖 第7篇：考虑安德里亚诺夫-霍普夫振荡器型构网逆变器与跟网逆变器交互作用的孤岛微电网暂态同步稳定性分析与增强
📖 第8篇：基于双三相电机的能量路由器不等功率分配能力评估
📖 第9篇：考虑齿槽调制效应的E型模块化定子永磁电机振动分析与优化
📖 第10篇：反凸极串联I-Λ磁极变磁通电机绕组布置与性能分析
📖 第11篇：采用集中绕组的轴向磁通永磁轮毂电机绕组嵌入式水冷技术研究
📖 第1篇
📌 电感失配与负载条件下永磁同步电机的无传感器转子磁链辨识
Sensorless Rotor Flux Linkage Identification for PMSMs Under Inductance Mismatches and Loaded Conditions
作者：Faxuan Chen，Yashan Hu，Li Liu，Kan Liu
本文针对工业驱动场景中常见的三类挑战：无传感器运行、电机带载以及dq轴电感失配，提出了完整的两阶段辨识流程以实现可靠的转子磁链估计。整体技术路线包括在线恒速工况下的三重电流注入数据采集模块（输入为电压/电流/转速指令，输出为采样数据）和基于离线全局优化的参数辨识模块（输出为转子磁链及dq电感估计值）。与传统单注入或双注入方法相比，本文在辨识模型中显式考虑了负载效应与位置误差，从而提升了工业工况下的适用性与鲁棒性。
实现细节方面，实验阶段采用无传感器I/f控制以保证恒速采样条件；离线辨识阶段采用粒子群优化同时估计磁链和电感参数，损失函数以电压/电流拟合误差为主并加入参数正则化项以防止过拟合。为提高鲁棒性与通用性，数据预处理包含去噪与同步窗截取，优化器设置使用适配的种群数与迭代次数（标注关键种群规模/迭代上限以平衡精度与计算量）。离线计算可在普通工作站实现，便于工程部署。
实验覆盖带载与不同电感失配工况，基准对比包含传统双电流注入法和单电流注入法。关键结果显示：在dq电感失配高达±80%且带载工况下，转子磁链绝对辨识误差低于2%；与双注入法相比，稳态带载工况误差显著降低；与单注入法相比，不再依赖精确电感先验。工程结论为：该方法在风机、泵及压缩机等常带载且电感未知的商用变频器场景中具有较高的实用性和推广价值，适用范围广、参数整定工作量小，具备较好产业化前景。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11075923
📖 第2篇
📌 变相极感应电机极数转换的无速度传感器控制
Speed-Sensorless Control of Pole Transition for Variable Phase-Pole Induction Machines
作者：Mesfin Tilahune Tessema，Luca Vancini，Omer Ikram ul Haq，Michele Mengoni，Mengesha Mamo，Luca Peretti
本文面向能通过电子方式改变极对数的多相变相极感应电机（VPPIM），研究目标是实现不同极配置之间的平滑、可靠、且无速度传感器的速度估计与闭环控制。作者建立了基于谐波平面分解的统一数学模型，并提出基于模型参考自适应系统（MRAS）的观测器设计框架，核心在于并行运行两套观测器以覆盖切换前后的两种极配置，保证方程数与参数保持一致，从而为极数切换提供稳定的估速基础。
在实现细节上，系统并行运行对应第一与第三谐波平面的观测器，随后采用基于各谐波平面磁化电流水平的加权过渡算法得到最终转速估计。观测器采用自适应全阶结构，并在切换过渡期通过加权系数平滑融合估计值，参数调节关注观测器增益与滤波带宽（标注关键观测器带宽/加权准则以保证切换平稳）。理论上采用李雅普诺夫方法证明稳定性，并通过线性化分析评估低速再生模式的行为。
仿真与实验覆盖二极与六极配置、正/负转速反转与不同负载条件，关键实验在400 rpm切换速度下验证了加权过渡算法可维持平稳估速与控制。数据表明：切换期间转速估计与转矩控制维持在工程可接受误差范围内（例如稳态切换无大幅振荡），实验验证支持该方案在VPPIM中实现可靠的无速度传感器切换控制，有助于降低系统成本并增强冗余可靠性，适用于电动交通等对安全性有严格要求的场景。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11007491
📖 第3篇
📌 考虑电磁力时空分布的高温超导直线同步电机结构动力学建模方法
Structural Dynamics Modeling Method of High-Temperature Superconducting Linear Synchronous Motor Considering the Spatiotemporal Distribution of Electromagnetic Forces
作者：Daoyu Hu，Xiufang Du，Zhihua Zhang
本文针对高温超导直线同步电机（HTS-LSM）在运行中受电磁力引发振动、可能导致失超与结构疲劳的风险，提出了一种考虑电磁力时空分布的结构动力学建模方法。研究构建了将带运动电磁载荷简化为静态模拟器的建模体系，结合预应力模态分析，形成从电磁场到结构响应的完整信息流，输入为定子线圈产生的空间谐波磁场，输出为超导动子在交变电磁力下的振动响应与应力分布。
为提高计算效率与精度，论文提出了分块计算方法来描述电磁载荷的空间分布，并将温度场與热应力考虑进材料刚度变化的模型中。模型细化讨论了超导线圈、外杜瓦与固氮室等金属件的分块数量对振动响应的影响，提出了在保证精度前提下的分块方案优化（标注关键分块数量/误差容限以控制计算量）。此外，采用电磁振动实验对模型进行了验证。
实验与仿真结果显示：在优化分块方案下，振动响应的均方根值与共振频率的计算误差分别可控在0.4%与0.6%以内，从而验证了模型的高精度。工程结论为：该方法可作为HTS-LSM振动与安全性评估的高效工具，未来可扩展为考虑电磁-热-运动双向耦合的更高精度模型，支撑牵引与发射等高可靠性应用。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11062692
📖 第4篇
📌 单绕组无轴承磁通切换永磁电机的悬浮内模控制与主动脉动抑制
Suspension Internal Model Control With Active Ripple Rejection of Single-Winding Bearingless Flux Switching Permanent Magnet Motor
作者：Yao Chen，Yangzhong Zhou，Changkun Zhang，Fuquan Nie
本文面向海洋推进等对轴承可靠性要求极高的应用，研究单绕组无轴承磁通切换永磁电机（BFSPMM）的悬浮控制问题，目标是抑制因转矩与悬浮力强耦合产生的径向位移脉动。作者基于磁场调制理论推导出转子偏心时的不平衡磁拉力表达，构建了转子动力学模型并基于该模型设计内模控制器，形成从测量位移输入到悬浮力输出的闭环信息流。
控制实现采用线性扩张状态观测器以平滑位移误差信号并估计未建模动态，随后构造了可控悬浮力的逆系统，并以基于比例-微分结构的内模控制器形式实现主动抑制脉动。关键实现要点包括观测器带宽与控制器带宽的协同调整（标注关键带宽整定），以及逆系统的实时求解以保证快速响应与鲁棒性。
在六相BFSPMM原型上进行的实验覆盖稳态、启动、速度阶跃、径向冲击与突加卸载等场景。结果表明：该策略显著降低了径向位移幅值，且几乎完全消除位移频谱中与转速相关的谐波成分（验证了主动脉动抑制效果）；与传统PID及线性自抗扰控制相比，系统刚度与阻尼明显提高。工程建议为：在考虑铜耗与铁耗约束下进一步优化控制律，以缩短外扰恢复时间并提升能效。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11122318
📖 第5篇
📌 考虑无功功率的同步调相机对锁相环稳定性改善及短路比评估的影响研究
Synchronous Compensators Considering Reactive Power for PLL Stability Improvement and Short-Circuit Ratio Evaluation
作者：Jorge Suárez-Porras，Fidel Fernández-Bernal，Luis Rouco，Andrés Tomás-Martín
随着逆变器基资源（IBR）大规模并网，弱电网中IBR的锁相环（PLL）稳定性成为关键问题。本文分析了接入的同步调相机（SC）在注入或吸收无功功率情况下对PLL稳定性的影响，并提出了改进的短路比（SCR）线性近似模型以便工程快速评估系统稳定裕度。研究的系统框架将SC的动态次暂态阻抗与变压器阻抗纳入等效戴维南模型，从而分析对PCC处等效阻抗的改变及其对PLL特征根的影响路径。
理论上提出了SCR_SC^st = SCR_SC^0 + K_Q * Q_SC的线性修正模型，其中K_Q系数主要受IBR的PLL参数影响而非SC本体次暂态阻抗。实现细节包括用全阶DFIG与商用SC模型做小信号分析，利用次暂态阻抗计算基线SCR_SC^0，再通过数值敏感性分析估计K_Q（标注关键K_Q估计方法与模型适用边界）。
仿真结果表明：当Q_SC=0时传统的次暂态SCR预测有效，但在Q_SC非零时必须使用修正模型以准确估计PLL稳定性边界。关键结论包括：通过调节SC无功出力可以显著改善PLL的稳定裕度，且使用本文提出的线性近似可在无需复杂全阶仿真的前提下快速评估稳定性极限（工程价值体现为快速评估/降低计算成本）。该方法适合并网规划与运行中的快捷稳定性评估与方案优化。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11029112
📖 第6篇
📌 基于改进混合方法的同步磁阻电机三维热应力分析
Three-Dimensional Thermal and Stress Analysis of Synchronous Reluctance Motor by an Improved Hybrid Method
作者：Jinpeng Liu，Xiuhe Wang，Wenliang Zhao，Zezhi Xing，Han Zhou
为在设计初期快速且准确地获得同步磁阻电机（SynRM）的三维热场与转子应力分布，本文提出了一种集成改进有限差分法（IFDM）、子域法（SDM）与集总参数热网络（LPTN）的改进混合方法（HM）。该方法旨在兼顾解析法的速度与数值法的精度，并通过变密度法（VDM）处理内部边界以简化转子双场耦合计算。
实现流程包括：先用LPTN快速估计三维稳态损耗分布，再采用SDM/IFDM计算轴向不对称瞬态温度场，最终将稳态温度映射到结构模型以估算应力场。关键实现要点为统一网格映射策略與参数化模型以支持多工况扫描（标注关键网格映射/参数化流程与快速稳态-瞬态转换策略）。该混合方法支持与智能优化算法并行，用于设计空间搜索。
验证结果显示：在与有限元分析及原型测试比较中，改进HM在瞬态热预测上计算效率提升超过90%，并能在保持工程精度的前提下快速提供转子热-力约束的评估结论。工程价值在于可在电机初始设计与参数扫描阶段提供高效可靠的热-力评估，为后续详细有限元优化节省大量计算成本，并可推广至SPMSM、IPMSM等拓扑。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11062700
📖 第7篇
📌 考虑安德里亚诺夫-霍普夫振荡器型构网逆变器与跟网逆变器交互作用的孤岛微电网暂态同步稳定性分析与增强
Transient Synchronization Stability Analysis and Enhancement of an Islanded Microgrid Considering Interactions Between Andronov-Hopf Oscillator Based Inverter and Grid-Following Inverter
作者：Li Li，Huihui Song，Shitao Wang，Meng Liu，Song Gao，Haoyu Li，Josep M. Guerrero
本文关注混合微电网中基于安德里亚诺夫-霍普夫振荡器（AHO）的构网型逆变器（GFM）与跟网型逆变器（GFL）之间的动态交互，目标是在孤岛工况下分析与增强暂态同步稳定性。研究建立了一个动态功角模型，包含等效机械功率、等效电磁功率與时变等效阻尼项，并提出迭代等面积法评估系统稳定域。
论文系统分析了GFL的PLL参数、电流指令以及AHO的虚拟电容与电压收敛因子对稳定域的影响，指出过大的GFL电流指令会削弱系统稳定性。为应对严重故障导致AHO进入电流限幅的场景，提出了确保存在稳定平衡点的条件，并据此设计了两阶段增强控制策略：阶段一为参数优化提升稳定裕度，阶段二在检测到限幅与点电压低于阈值时主动降低GFL电流指令（标注关键限幅检测/指令下调策略）。
仿真与硬件在环测试表明：提出策略能在GFL电流扰动或接地故障时快速引导系统恢复同步稳定，关键性能指标包括系统恢复时间、频率/电压偏差与极点位置迁移均显著改善（工程上验证了恢复时间缩短与稳态偏差降低）。该工作为含新型振荡器型GFM的混合微电网提供了实用的暂态稳定性分析与控制方案。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11125944
📖 第8篇
📌 基于双三相电机的能量路由器不等功率分配能力评估
Unequal Power-Sharing Capacity Assessment of an Energy Router Based on a Dual Three-Phase Electric Machine
作者：Yiyu Lai，Antoine Cizeron，Adrien Voldoire，Javier Ojeda，Olivier Béthoux
本文提出以双三相永磁同步发电机为核心的能量路由器架构，旨在实现多个电源（如风机与储能）在同一机电装置上的灵活功率分配。研究重点在于建立统一电气模型（Σδ坐标系），并比较两类分段绕组拓扑：多扇区分段绕组与高耦合分段绕组，以评估在不同工况下的不等功率分配能力。
方法上综合考虑电压调制极限、绕组电流定额与磁耦合特性，推导出用于度量不等功率分配能力的专用指标，并在24槽4极PMSG实验平台上验证理论分析。关键实现要点包括对电压差约束的数学刻画與逆变器调制下的可达功率区域计算（标注关键电压调制上限/可分配功率指标）。
实验与分析结果显示：在高速高功率工况下，高耦合绕组由于磁耦合强，所需两端口电压差更小，因而可实现高达50%更大的可分配功率裕度；而在低速低功率工况，两类绕组受电流定额限制，差异不显著。工程结论为：对于需高功率路由能力的风储协同应用，优先选用高耦合分段绕组可显著提升调度灵活性与逆变器利用率。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11119325
📖 第9篇
📌 考虑齿槽调制效应的E型模块化定子永磁电机振动分析与优化
Vibration Analysis and Optimization of E-Type Modular Stator Permanent Magnet Motor Considering Teeth Modulation
作者：Tianyu Zhou，Liwei Shi，Shifeng Shi，Ziheng Pan，Ruohe Rong
本文针对E型模块化定子永磁同步电机（ETMS-PMSM）提出系统的振动机理分析與优化设计流程，重点研究了定子齿槽调制带来的低阶径向电磁力放大效应。通过理论建模与有限元仿真，证实了由于齿槽与气隙磁场相互作用，原本高阶的电磁力经调制向低阶（如2阶）迁移，成为引起大幅振动的主因。
基于机理分析，作者提出结合综合灵敏度分析的层次化多目标进化优化方法，以降低2阶与14阶径向电磁力为主要目标，同时保持平均转矩与转矩脉动约束。实现要点包括电磁力源项的精细建模、优化变量对齿宽与磁路的参数化描述，以及多目标適應度评估（标注关键灵敏度加权/优化约束）。
优化后结果显示：转矩脉动降低了约2.07%，空载与负载工况下的最大振动速度分别下降约23.4%与21.35%，且反电动势与输出转矩基本保持。原型实验验证了仿真结论，证明该方法在抑制模块化定子电机振动方面具有实用价值，适用于机器人和电动车等对振动敏感的应用。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11143890
📖 第10篇
📌 反凸极串联I-Λ磁极变磁通电机绕组布置与性能分析
Winding Arrangement and Performance Analyses of a Reverse-Salient Series I-Λ-Magnetic-Pole Variable-Flux Machine
作者：Mingqiao Wang，Faliang Liu，Minghao Wang，Yong Liu，Ping Zheng
本文提出一种反凸极串联I-Λ磁极的变磁通电机（RSSIΛ-VFM）拓扑，旨在通过串联低矫顽力AlNiCo与高矫顽力NdFeB来实现气隙磁通的宽范围调节，满足电动汽车牵引对宽速域与高效率的需求。研究从绕组布置角度分析了槽数与分布对磁化能力與转矩密度的影响，并给出工程化的绕组布置建议。
在性能机理上，利用AlNiCo的磁滞特性通过电枢绕组施加脉冲电流实现去磁與再磁化，进而调节整体磁通。研究指出，当槽数≥27时可获得较连续的磁动势分布，有利于提升磁化密度與降低转矩脉动（标注关键槽数阈值/磁化调节范围）。同时，反凸极结构使得Ld>Lq，从而在负载时需施加正d轴电流以获得正向磁阻转矩并正向磁化AlNiCo，降低退磁风险。
样机测试显示，该拓扑的磁化状态可在约7.8%至93.4%范围内调节，验证了设计的宽磁化可控性。结论为：RSSIΛ-VFM在牵引电机应用中既能提供宽速域运行能力，又能通过结构与绕组设计兼顾高转矩密度与磁极稳定性，具有较强的工程推广价值（建议在实际应用中关注绕组实现的热管理与脉冲去磁回路的可靠性）。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11125906
📖 第11篇
📌 采用集中绕组的轴向磁通永磁轮毂电机绕组嵌入式水冷技术研究
Winding Embedded Water Cooling for Axial Flux PM In-Wheel Motor With Concentrated Windings
作者：Chen Wang，Hailu Zhu，Zhuoran Zhang
针对轴向磁通永磁（AFPM）轮毂电机（尤其是YASA拓扑）存在的封闭定子散热瓶颈，本文提出一种将铝制冷却通道嵌入到集中绕组附近的绕组嵌入式水冷方案，以提高热管理性能并增强定子结构刚度。设计包括轴向螺旋进液通道、每齿环绕循环流道与绕组端高导热灌封胶，形成高效的热传导与流体散热路径。
热分析采用三维集总参数热网络（3D-LPTN）结合CFD校验的方法，优化关键参数如定子冷却齿宽（实验中最优为6mm）。实现要点包括冷却通道与绕组的紧密贴合、灌封胶的热阻降低策略與基于LPTN的参数扫描以获得权衡效率与铜损的最优点（标注关键冷却齿宽/流量设计）。
样机为30 kW AFPM轮毂电机，测试在9 L/min冷却液流量下达到绕组最高温度低于129°C且最大效率达95.3%（1200 rpm）。该方案使定子绕组的额定电流密度提升了约34.7%，峰值电流密度达32 A/mm²，连续电流密度达13.8 A/mm²。工程意义是：嵌入式水冷有效缓解YASA拓扑的热瓶颈，从而支持更高的功率密度与可靠性，适合轮毂电机的高性能设计。
🔗 https://ieeexplore.ieee.org/stampPDF/getPDF.jsp?tp=&arnumber=11030263
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