转换器的研究与发展

1976年，L.Gyugyi和B.R.Pelly首先提出了矩阵变换器的概念和电路拓扑结构，1979年意大利学者M.Ventutini和A.Alesina证明了这种变频器的存在，促进了矩阵变换器的迅速发展。首先从理论上证明了N相输入P相输出的矩阵逆变器的实现条件，并给出了电压控制策略。这种控制策略虽然解决了矩阵变换器的谐波问题，但也存在输出电压与输入电压之比小于0.5的严重缺陷。20世纪80年代后期，随着电力电子技术和计算机控制技术的发展，人们越来越重视矩阵变换器的研究。为了解决M. Venturini和A. Alesina控制方案的缺点，许多学者对矩阵变换器做了一系列的研究，从不同的角度提出了不同的控制方案。国外对矩阵变换器的研究已进入大发展阶段。

1989年，日本学者J. Oyama等人提出了最大最小输入电压调制技术。该技术认为输出电压最小的相始终与输入电压最小的相相连，另外两相采用PWM调制技术对输入电压进行调制。最大输出线电压始终等于最大输入线电压的最小值函数，即输出线电压始终在输入线电压的包络内。同年，南斯拉夫学者L. Huber和美国学者D. Borojevic提出了基于电压空间矢量调制技术的方法。该方法根据矩阵变换器的功率开关状态，定义输入电流和输出电压的六边形开关状态向量，然后将输入向量与其任意时刻相邻的两个开关向量合成，得到每个采样周期的开关导通比。这项技术已经发展成为一项成熟的技术。Huber和D. Borojivic进一步提出了一种基于空间矢量调制技术的PWM技术，最大电压传输比可以达到0.866。采用三相感应电机的实验样机证明，采用空间矢量调制方式的矩阵变换器与理论分析一致，即输入功率因数接近1，输出电压可调频调幅。A. Ishiguro和T. Furuhashi提出了输入双线电压瞬时值法，其调制本质是任意时刻的输出电压是两个输入线电压的合成。从理论分析可知，当输入电流不对称或含有高次谐波时，控制函数可自动校正，无需额外计算。这特别适合一些电网不够稳定的场合。1992 C. L. Neft和C. D. Schauder提出了一种应用于30 HP矩阵变换器的控制理论和实现方案。该方案是对无DC中间环节逆变器方法的改进。它将控制策略分为“整流”和“逆变”，将三个开关分别视为一个假想的电压源逆变器。“整流”部分为每个开关组提供了两套“正”和“负”开关功能。