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矩陣式變換器的基本概況和四步換流方法

    矩陣式變換器和雙向開關的概念最早由L．Gyugi和B．Pefy于1976年提出。與傳統(tǒng)的交一直一交變頻器和交一交變頻器相比，矩陣式變換器有以下幾方面的顯著特點。

(1)輸出電壓幅值和頻率可獨立控制，理論上頻率可以達到任意值。

(2)輸入功率因數(shù)能夠靈活調(diào)節(jié)，最大值可達到0.99以上。

(3)采用雙向開關，可以實現(xiàn)能量的雙向流動。

(4)沒有中間儲能環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高。

(5)輸入電流波形好，無低次諧波。

    與普通的PWM變換器不同，當矩陣式變換器的一相輸入電流從一個雙向開關換流至另一個雙向開關時，由于實際中每個開關包括兩個可控器件，因而很難保證兩個開關器件的同步，很有可能出現(xiàn)死區(qū)時間和重疊時間，從而造成短路故障和斷路故障。于是學者們先后提出了不同的換流方案，常用的方案包括：死區(qū)換流方案重疊換流方案、軟開關換流方案以及多步換流方案。其中多步換流方案又包括以下

幾種。

1．四步法

通過檢測負載電流的方向，恰當?shù)匕才艃蓚�雙向開關中四個單向開關的導通關斷順序，經(jīng)歷四步可以使負載電流從一個雙向開關轉(zhuǎn)換到另一個雙向開關。由于一次換流中總有兩步是自然換流，因此也稱之為半軟換流(Semi-Soft Commutation)。

2．三步法

按一定原則選擇兩個開關構(gòu)成一個換流開關對，這一開關對不受控制規(guī)律的影響而總是導通的。利用換流開關對提供的電流回路，在兩個雙向開關換流的中間時段插入一個死區(qū)時段，使得換流只需三步就可以完成。

3．兩步法

引入輸入電壓相區(qū)的概念，在每個相區(qū)的輸入電壓中總有一個最大值和最小值的極性不變，采用適當開關策略，就可以實現(xiàn)直接從一個開關到另一個開關的安全換流。

多步換流策略雖然可行，但由于需要電壓、電流信號參與開關動作，必須有準確的檢測環(huán)節(jié)，以保證獲取的信息準確無誤，在絕大部分時間內(nèi)，矩陣式變換器都能正常工作，但存在輸出電流過零點檢測不準確引起的換流失敗問題，其實際推廣應用受到限制。

http://www.wcdlsb.net/BdwlkjNews.asp?id=569