三相―單相交交變頻電路的研究進(jìn)展

它不但可以采用最大電壓傳輸比為0.5 的開關(guān)函數(shù)矩陣，而且也可以采用最大電壓傳輸比為姨3 /3與姨3 /2的開關(guān)函數(shù)矩陣。在相同電壓傳輸比情況下，這種不帶中性線的矩陣式三相—單相交交變頻電路輸出的基波電壓幅值為帶中性線型的姨3 倍。

對于帶中性線的矩陣式三相—單相交交變頻電路，其低頻開關(guān)函數(shù)矩陣有3種，分別為

它只能采用最大電壓傳輸比為0.5 的開關(guān)函數(shù)矩陣，不能采用最大電壓傳輸比為姨3 /3與姨3 /2的開關(guān)函數(shù)矩陣。

2.2.2 空間電壓矢量法[8]

空間矢量調(diào)制起源于磁鏈追蹤型PWM 法，其控制原理是將變換器的交交變換虛擬為交直和直交變換，把輸出線電壓和輸入相電流表示為空間矢量，采用高頻整流及高頻逆變PWM波形合成技術(shù)，綜合電流、電壓矢量，消去中間直流環(huán)節(jié)，得到頻率、幅值可調(diào)的交流電源。對于不帶中性線的矩陣式三相—單相交交變頻電路可以應(yīng)用空間電壓矢量法。

空間電壓矢量法在三相—三相交交變頻電路中的應(yīng)用比較多。其控制核心一般采用微處理器、計算機和數(shù)字信號處理器(DSP)，通過規(guī)則采樣，合理地選擇和安排開關(guān)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換、通斷和持續(xù)時間，改變脈寬調(diào)制電壓波的波形寬度和組合，獲取期望的輸出電壓和輸入電流。

2.2.3 平均電壓法[2]

對于帶中性線的矩陣式三相—單相交交變頻電路，在給定理想對稱三相輸入電源電壓的情況下，想要得到

的平均輸出電壓，就無法直接使用傳統(tǒng)的空間矢量法。文獻(xiàn)[2]提出了一種平均電壓調(diào)制策略。

具體實現(xiàn)方法為在每個采樣周期中，只利用輸入電壓的最大相和最小相合成目標(biāo)輸出，保證變換器的電壓傳輸比為理論最大值0.5。通過定義最大相Vmax為某時刻三相電壓中的最大值，定義最小相Vmin為某時刻三相電壓中的最小值，相應(yīng)地，定義其開關(guān)分別為Smax和Smin。在一個采樣周期中，兩開關(guān)的導(dǎo)通時間T1、T2分別為

考慮到要減少輸出諧波，文中還建議采用對稱分布的脈寬調(diào)制模式。通過簡單的計算就可以實現(xiàn)輸出為正弦電壓，保證最大電壓傳輸達(dá)到50%。

2.3 矩陣式三相—單相交交變頻電路的特點

和傳統(tǒng)三相—單相交交變頻電路相比，矩陣式三相—單相交交變頻電路有很多優(yōu)點，主要有以下幾點：

1)輸出頻率不受輸入頻率的限制，既可以比輸入頻率高，也可以比其低，理論上可以為任意值;

2)輸入功率因數(shù)可以任意調(diào)節(jié)，可以超前也可以滯后，通過調(diào)節(jié)可以使功率因數(shù)逼近于1;

3)使用雙向開關(guān)，能量可以雙向流動;

4)無中間直流環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積相對較小，能量傳輸效率高。

3 結(jié)語

目前對于三相—單相交交變頻電路的研究主要包括對電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略的研究，而對于雙向開關(guān)的組成、開關(guān)之間的換流方法以及過流保護(hù)都可以采用三相—三相交交變頻電路中成熟的方法。隨著技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的三相—單相交交變頻電路逐漸會減少應(yīng)用，而矩陣式三相—單相交交變頻電路因其具有優(yōu)良的性能，所以必將會成為未來關(guān)注的重點和研究的熱點。