讲座主题：基于脉宽调制优化的电力电子变换器电磁干扰主动抑制
讲座人：蒋栋 教授，华中科技大学；沈泽微，电子科技大学；李桥 副教授，湖南大学；陈嘉楠，南京工业大学
讲座摘要：
这篇教程主要研究面向电磁干扰（EMI）减少的脉宽调制（PWM）技术。EMI 是电力电子变换器（如电机驱动）可靠性和操作的一大威胁。在电力电子变换器中，PWM 是影响 EMI 的最重要因素之一。通过自由优化 EMI 和其他参数，可以开发出高级 PWM 方法。本教程将介绍使用自由度优化性能的 PWM 的系列工作。
本教程首先介绍电力电子变换器中的 EMI 问题和 PWM 技术。接着，讨论 PWM 对变换器性能的影响，包括功率损耗、电流波纹和 EMI。以电流波纹为控制目标，研究预测模型作为 PWM 的基础。在预测模型的基础上，提出了变频 PWM（VSFPWM）方法。该方法可以在控制电流波纹或其他相关参数的同时改善 EMI 和功率损耗。此外，还将说明 VSFPWM 的常见问题，包括对谐波和反馈控制的影响。本教程介绍了新型的周期变开关频率PWM设计方法，并提出了UDPWM和NDPWM两个范例。针对共模（CM）EMI 问题，本教程给予了特别关注。PWM 可以帮助降低常规两电平变换器的 CM 电压，但理论上无法完全消除它。对于三电平变换器，零 CM PWM 是可能的，但伴随着许多代价。本教程介绍了一种用于并联变换器的新颖零 CM PWM 方法，以及其进一步改进的方法。该方法可以与电机集成，进一步提高功率密度。最后，本教程介绍了在电力电子与电力传动领域几类新型的变流器的电磁干扰主动抑制进展，包括电力电子变压器，模块化多电平变换器和磁悬浮轴承-电机系统。
本教程由来自四所高校的四名教师团队主讲，基于讲者团队及全球同行的系列工作。主要内容包括在 Springer 出版的专著《Advanced Pulse-Width-Modulation: with Freedom to Optimize Power Electronics Converters》中。相关成果支撑了国家自然科学基金联合基金重点项目和173项目课题等国家级项目和课题。
四位主讲教师：
华中科技大学，蒋栋；
电子科技大学：沈泽微；
湖南大学：李桥；
南京工业大学：陈嘉楠
讲座大纲：
1.简介 （蒋栋）
1.1电力电子变换器的EMI问题
1.2脉宽调制技术及其对电力电子变换器的影响
2基于模型预测的变开关频率PWM（李桥）  
2.1纹波预测模型--变开关频率PWM的基础
2.2典型的VSFPWM--基于交流测纹波控制
2.3其他拓扑和控制目标下的VSFPWM
2.4变开关频率PWM的共性问题
3周期变开关频率PWM技术（陈嘉楠） 
3.1开关频率分布律与EMI抑制分析
3.2均匀分布PWM-UDPWM
3.3正态分布PWM-NDPWM
4共模电磁干扰抑制的PWM技术（沈泽微）
4.1共模EMI问题及两电平逆变器的解决方案
4.2多电平变换器的PWM共模抑制 
4.3并联/多相变换器的PWM共模抑制
4.4零共模PWM中非理想因素的应对
5特殊变流装置的电磁干扰主动抑制（蒋栋）
5.1电力电子变压器的电磁干扰主动抑制
5.2模块化多电平变流器的电磁干扰主动抑制
5.3磁悬浮轴承-电机系统电磁干扰主动抑制 
6总结与展望（蒋栋）
作者简介：
主讲人蒋栋2015年全职回国并入选国家级青年人才项目和湖北省人才项目。在华中科技大学任教期间作为负责人相继承担了国家自然科学基金联合基金重点项目、面上项目和青年基金以及两项基础加强（173）项目课题等重要的科研项目。截至2024年6月，申请人累计发表和录用SCI索引的IEEE期刊论文94篇，Google学术引用4700余次。其中近五年以第一/通讯作者发表IEEE期刊论文41篇。申请人已出版中英文学术专著各一部。授权国家发明专利70项，授权美国发明专利5项，6项专利获得转化，11次获得国内外学术期刊和会议的优秀论文奖励，包括通讯作者论文获得IEEE Power Electronics Letter 2022年度最佳论文和IEEE Transactions on Transportation Electrification 2023年度最佳论文二等奖，13次在IEEE的国际会议做专题讲座（tutorial）。2019年以第一发明人获得日内瓦国际发明博览会评审团特别嘉许金奖。2022年以第一完成人获得电工技术学会技术发明二等奖。申请人入选英国工程技术学会会士（IET Fellow）和斯坦福大学全球前2%顶尖科学家榜单等国际学术荣誉。
主讲人李桥，湖南大学电气与信息工程学院副教授，湖南大学岳麓学者，博士生导师，中国电源学会电磁兼容委员会委员。近年来发表SCI论文20多篇，授权发明专利8项，获国内外专利奖3项，合作出版学术著作1部，负责国家自然科学基金项目1项。担任包括IEEE Trans. Industrial Electronics、IEEE Trans. Power Electronics、IEEE Trans. Industry Application、IET Power Electronics在内的多个国际权威SCI期刊的审稿人，获得国内优秀期刊Chinese Journal of Electrical Engineering优秀审稿人奖，担任国际会议CIEEC 2021分会场主席，IEEE PEAC 2022 电磁兼容Co-chair。获得湖南大学“本科毕业设计优秀指导老师”。
主讲人沈泽微2020年博士毕业于华中科技大学，后加入电子科技大学任博士后和教研系列讲师，期间入选深圳市优秀博士后和四川省“天府峨眉”青年人才项目。主持国家自然科学青年基金1项、中国博士后面上一等资助基金1项，中国博士后科学基金特别资助(站中)基金1项，四川省自然科学基金青年项目1项，海装国防项目1项，同时共同主持和参与包括国家重点研发计划，深圳市技术攻关重点项目，国家自然科学基金面上项目等重要的科研项目。累计发表和录用SCI索引的IEEE期刊论文26篇，获IEEE ECCE Best paper Award和IEEE IAS-IPCC Thrid Prize Paper Award，Google学术引用800余次，参编中英文学术专著各一部，授权国家发明专利10余项。
主讲人陈嘉楠2021年12月博士毕业于华中科技大学电气工程专业，2022年参加工作，现为南京工业大学电气学院讲师。研究方向为大容量多电平变换器及其电磁干扰抑制技术。近五年，发表学术论文20余篇，授权发明专利10余项，参编英文专著1部。主持江苏省自然科学基金项目2项，参与其他横向纵向课题5项。