矩阵变换器的换流

1、矩阵变换器的换流第1页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六 矩阵变换器拓扑结构广义上的矩阵变换器是由N相输入、M相输出的一般化结构，根据N、M的不同，一般的矩阵变换器发展演化出多种拓扑结构。 第2页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六矩阵变换器的结构第3页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第4页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六 第5页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六 第6页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六矩阵变换器的原理第7页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六矩阵变换

2、器的原理第8页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六矩阵变换器是具有新型拓扑结构的通用变换器，到目前还没有应用于工业生产的一个重要原因是：变换器的换流问题。矩阵变换器的换流方式：器件换流。矩阵变换器的换流有两个主要的制约条件：输入端不能短路、输出端不能开路。第9页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六换流问题的提出第10页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六矩阵变换器的换流技术在矩阵变换器电路中，由于没有电流的自然续流通路，而且要保证换流控制遵守：输入侧电路没有短路和输出侧电路没有断路的原则，使得开关器件之间的换流比普通电力电子装置要困难的多。目前主

3、要的换流方法有：死区换流、重叠换流、四步半软换流、两步换流和辅助谐振换流。第11页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六矩阵变换器的换流换流方法大体上可以分为：电流型换流策略和电压型换流策略。1、电流型换流法需要准确地判断输出电流方向，采用霍尔元件检测输出电流时，在小电流情况下输出电流方向很难判断。2、电压型换流法需要准确地判断输入各相电压之间的相对关系，当两相电压比较接近时，必须采取适当的措施解决换流问题。第12页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六 第13页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六 第14页，共70页，2022年，5月20日，1点9

4、分，星期六第15页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第16页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六矩阵变换器的第17页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六矩阵变换器第18页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第19页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六电流换流法-四步换流法第20页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六电流换流法-四步换流第21页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六电流换流法-四步换流第22页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第23页，共70页，202

5、2年，5月20日，1点9分，星期六矩阵变换器的四步换流第24页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六矩阵变换器的四步换流第25页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六电流换流法第26页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六电流型正反组切换半自然两步换流法第27页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六电流型三步换流法及一步换流法第28页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六电压换流法第29页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六 第30页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第31页，共70页，20

6、22年，5月20日，1点9分，星期六第32页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第33页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第34页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第35页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第36页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六电压型换流法-两步换流法第37页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六电压型换流法-两步换流法第38页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六电压型换流法-两步换流法第39页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第40页，共

7、70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第41页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第42页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第43页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第44页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第45页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第46页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第47页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第48页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第49页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第50页，共

8、70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第51页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第52页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第53页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六一步换流方法一步换流是在（检测输出电流极性）四步换流和（检测输入电压极性）两步换流综合基础上产生的，根据输出电流极性和输入线电压极性即可以形成换流规则，换流只需一步即可完成，但是换流仍然限制在一个三相-单相矩阵变换器中完成。第54页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六 第55页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六 第56页，共70页，20

9、22年，5月20日，1点9分，星期六 第57页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六 第58页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六电压型换流法-两步换流法第59页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六电压换流法第60页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六电压型换流法-三步换流法第61页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六电压型换流法-三步换流法第62页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第63页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六第64页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期

10、六第65页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六与换流有关的问题1、每步换流时间的确定。2、扇区跨接问题。3、上位初始状态的确定。4、相移问题。5、同步问题。第66页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六矩阵变换器突出优点：1、相比于传统的变换器，它的最大特点是没有中间的直流环节，效率高，但是它的开关是由两个单向开关组成。2、碳化硅材料构成的开关器件可正常工作于高温，而普通的电容将无法承受这种高温。3、无中间直流环节，结构紧凑，体积小，效率高，便于实现模块化。4、无需较大的滤波电容，动态响应快。5、能够实现能量双向流动，便于电动机实现四象限运行。6、控制自由度大，输出电压幅值和频率范围连续可调。7、输入功率因数可控，带任何负载时都能够使功率因数为1.8、输出电压和输入电流的低次谐波含量较少。第67页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六矩阵变换器一些技术问题1、电压传输比偏低。2、实时运算量大。3、环流次数多。4、无功功率与有功功率的传输和回馈，有待于实际和理论的进一步突破。5、矩阵变换器在性价比较低。第68页，共70页，2022年，5月20日，1点9分，星期六矩阵变换器的应用前景1、应用于转速较低的传动系统。2、作为电源产品。3、用于高压大功率变换。4、用于功率因数校正。第