This paper investigates the different control objectives, such as loss reduction, neutral point (NP) balance and noise reduction of the space vector modulation (SVM), for the three-level neutral point clamped (NPC) converter. A detailed loss model and simulation model is built for quantitative loss and NP voltage ripple analysis. An improved SVM method is proposed to reduce NP imbalance and switching loss/noise simultaneously. The coordinately selected small vectors consider both the NP charge and the pulse sequence so that the minimized NP ripple and switching events are guaranteed in one switching cycle. In addition, the switching events between switching cycles are also considered to reduce the total switching loss. This method ensures an evenly distributed device loss in each phase leg and also a constant system efficiency under different power factors. The control result for NP balance and loss reduction is verified by using both a simulation model and an experimental prototype on a 200-kVA three-level NPC converter hardware.

In recent years, with the popularization of intelligent auxiliary driving technology, wireless charging technology has garnered widespread attention due to its advantages in automation. However, there are still many issues to be resolved before the widespread adoption of wireless charging technology, with a key issue being the interoperability of coupling structures. To achieve adaptive interoperability, this paper proposes a wireless charging system based on dual generalized double-D (DD) coils. The system introduces a receiving structure composed of two generalized DD coils, which can naturally decouple the two coils. At the same time, the system topology employs a series connection of half-bridge rectifiers to enhance the system’s equivalent mutual inductance. Mathematical models and simulation verifications are provided. The proposed approach has been validated through simulations, showing that the system can automatically achieve interoperability with unipolar coils, DD coils, and quadrupolar coils.

The On-Load Tap Changer (OLTC) is the only movable mechanical component in a converter transformer. To ensure the reliable operation of the OLTC and to promptly detect mechanical faults in OLTCs to prevent them from developing into electrical faults, this paper proposes a fault diagnosis method for OLTCs based on a combination of Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm and Least Squares Support Vector Machine (LSSVM) with multi-feature fusion. Firstly, a multi-feature extraction method based on time/frequency domain statistics, synchrosqueezed wavelet transform, singular value decomposition, and multi-scale modal decomposition is proposed. Meanwhile, the random forest algorithm is used to screen features to eliminate the influence of redundant features on the accuracy of fault diagnosis. Secondly, the PSO algorithm is introduced to optimize the hyperparameters of LSSVM to obtain optimal parameters, thereby constructing an optimal LSSVM fault diagnosis model. Finally, different types of feature combinations are utilized for fault diagnosis, and the impact of these feature combinations on the fault diagnosis results is compared. Experimental results indicate that features of different types can complement each other, making the OLTC state information carried by multi-dimensional features more comprehensive, which helps to improve the accuracy of fault diagnosis. Compared with four traditional fault diagnosis methods, the proposed method performs better in fault diagnosis accuracy, achieving the highest accuracy of 98.58%, which can help to detect mechanical faults in the OLTC early and reduce the system’s downtime.

This paper introduces a novel hybrid wireless power transfer (HWPT) coupler that efficiently integrates magnetic and electric field transmission channels within a single structure using a comb-shaped design. For the first time, this design places electric field coupling plates between two magnetic field coils, while ensuring unobstructed magnetic flux passage and minimizing eddy current losses. This approach significantly enhances overall efficiency and power transfer capability. Firstly, the design methodology of the coupler is elaborated, and a comprehensive analysis of its characteristics is provided. Additionally, an equivalent model of the HWPT system with double-LC compensation is established, and the system's output power is derived. An experimental prototype with coupler dimensions of 600 mm × 600 mm and a transmission distance of 150 mm was constructed. The system successfully achieved an output power of 2.2 kW with a DC-DC efficiency of 92.6%, verifying the effectiveness of the proposed structure in reducing losses caused by the integration of magnetic and electric fields.