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(kāi)關(guān)函數矩陣，而且也可以采用最大電壓傳輸比為姨3 /3與姨3 /2的開(kāi)關(guān)函數矩陣。在相同電壓傳輸比情況下，這種不帶中性線(xiàn)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(xiàn)型的姨3 倍。

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

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

2.2.2 空間電壓矢量法[8]

空間矢量調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(xiàn)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，得到頻率、幅值可調的交流電源。對于不帶中性線(xiàn)的矩陣式三相—單相交交變頻電路可以應用空間電壓矢量法。

空間電壓矢量法在三相—三相交交變頻電路中的應用比較多。其控制核心一般采用微處理器、計算機和數字信號處理器(DSP)，通過(guò)規則采樣，合理地選擇和安排開(kāi)關(guān)狀態(tài)的轉換、通斷和持續時(shí)間，改變脈寬調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(xiàn)的矩陣式三相—單相交交變頻電路，在給定理想對稱(chēng)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(wú)法直接使用傳統的空間矢量法。文獻[2]提出了一種平均電壓調制策略。

具體實(shí)現方法為在每個(gè)采樣周期中，只利用輸入電壓的最大相和最小相合成目標輸出，保證變換器的電壓傳輸比為理論最大值0.5。通過(guò)定義最大相Vmax為某時(shí)刻三相電壓中的最大值，定義最小相Vmin為某時(shí)刻三相電壓中的最小值，相應地，定義其開(kāi)關(guān)分別為Smax和Smin。在一個(gè)采樣周期中，兩開(kāi)關(guān)的導通時(shí)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(chēng)分布的脈寬調制模式。通過(guò)簡(jiǎn)單的計算就可以實(shí)現輸出為正弦電壓，保證最大電壓傳輸達到50%。

2.3 矩陣式三相—單相交交變頻電路的特點(diǎn)

和傳統三相—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(diǎn)，主要有以下幾點(diǎn)：

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)輸入功率因數可以任意調節，可以超前也可以滯后，通過(guò)調節可以使功率因數逼近于1;

3)使用雙向開(kāi)關(guān)，能量可以雙向流動(dòng);

4)無(wú)中間直流環(huán)節，結構緊湊，體積相對較小，能量傳輸效率高。

3 結語(yǔ)

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撲結構和控制策略的研究，而對于雙向開(kāi)關(guān)的組成、開(kāi)關(guān)之間的換流方法以及過(guò)流保護都可以采用三相—三相交交變頻電路中成熟的方法。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，傳統的三相—單相交交變頻電路逐漸會(huì )減少應用，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(huì )成為未來(lái)關(guān)注的重點(diǎn)和研究的熱點(diǎn)。