矩阵转换器的新透视

矩阵变换器是直接交流到交流的变换器，具有电机和再生功率流能力。对于需要大量制动功率或电源谐波可能造成问题的应用，如医院、学校和办公楼，它们是理想的。其他应用包括频繁启动和停止的起重机、电梯和自动扶梯，以及在停止时减速高惯性负载的离心机(具有内在再生)。

越来越多的人自大约30年前发射以来，更多人已经熟悉矩阵转换器，但许多人仍然不了解他们的基本操作。描述矩阵转换器一些基本特征的一种方法是从电源拓扑和控制原则的角度来看。

交流对交流的双向潮流
矩阵转换器具有几个优点。例如，可以将稳定的AC输入源直接转换成具有九个双向开关的可变电压和可变频率输出，该开关控制电流在电网和电动机之间的两个方向上的电流。这种独特的功能使得可以轻松地操作电机和再生模式的电机。此外，在需要频繁再生操作的应用中可以节省显着的能量成本。不幸的是，复杂的控制和缺乏商业化双向电源开关延迟了矩阵转换器的广泛使用，但这些障碍正在缓慢克服。

矩阵变换器的另一个优点是在主功率流中不包含交流到直流转换电路，如二极管整流器，因此不需要大的直流电解电容器。一般情况下，电解电容器体积庞大，寿命相对较短。因此，矩阵变换器可以消除更换有缺陷的电解电容器所需的停机时间。

控制输入​​电流和安装线路滤波器可以显着降低输入谐波。矩阵转换器通常包含5至12％范围内的输入电流谐波失真，其与12或18脉冲二极管整流器相当。这是矩阵转换器的另一个强大优点，因为不需要昂贵和庞大的外线电抗器或谐波过滤器来减少谐波电流。

最后，矩阵变换器在物理上比背对背变换器-逆变器系统更小，背对背变换器-逆变器系统具有等效的电机和再生功率，主要是因为交流-直流转换电路的功率组件和接线是不需要的。

矩阵转换器如何工作
通过使用九个双向开关切割输入电压来产生三相输出电压。根据输入电压和输出参考电压确定导电开关和导通义务。虽然通常不是严重的问题，但矩阵转换器的一个缺点是它们有限的最大输出电压。与逆变器相比，矩阵转换器只能输出输入电压的95％，这通常可以输出100％的输入电压。这是由于正弦AC输入的性质。

当输出功率增加时，输入电流会增加，因此输入电流的幅度是间接控制的。但是，通过调整每个输入阶段的电流分布，可以直接控制功率因数和电流谐波。

在工程交流中讨论:

yaskawa.
www.yaskawa.com.

::设计世界::