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矩陣變換器最初提出時(shí)指的是M相輸入變換到N相輸出的一般化結(jié)構(gòu),因此曾被稱為通用變換器。根據(jù)M、N取值的不同及輸入輸出端電源性質(zhì)的不同,人們提出了許多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
1、由三相交流變換到兩組直流,或者一組可變換極性的直流;
2、從三相交流變換到單相交流;
3、從單一直流變換到三相交流,也就是通常所說的逆變器;
4、由交流三相變換到交流三相,它的輸入輸出端之間采用雙向開關(guān)互相連接,即9開關(guān)矩陣變換器,它是研究得最多的一種拓?fù)洌?、由交流三相變換到交流三相,但輸入輸出端之間采用3個(gè)全控橋進(jìn)行連接,稱為電壓源型矩陣變換器。它的結(jié)構(gòu)比9開關(guān)矩陣變換器復(fù)雜,但性能更優(yōu)。
1、輸出電壓幅值和頻率可獨(dú)立控制,輸出頻率可以高于、低于輸入頻率,理論上可以達(dá)到任意值;
2、在某些控制規(guī)律下,輸入功率因數(shù)角能夠靈活調(diào)節(jié)達(dá)到0.99以上,并可自由調(diào)節(jié),可超前、滯后或調(diào)至接近于單位功率因數(shù)角;
3、采用四象限開關(guān),可以實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng);
4、沒有中間儲(chǔ)能環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)緊湊,效率高;
5、輸入電流波形好,無低次諧波;
6、具有較強(qiáng)的可控性;
1、應(yīng)用于轉(zhuǎn)速較低的傳動(dòng)系統(tǒng)
矩陣變換器的電壓傳輸比受到一定限制,在輸出頻率較高時(shí)會(huì)出現(xiàn)輸出電壓不足的現(xiàn)象,不太適合調(diào)速范圍較高的場(chǎng)合;它不需要更換電解電容的,因而可以在低頻大功率變頻調(diào)速系統(tǒng)中長(zhǎng)時(shí)間可靠工作。
2、作為電源產(chǎn)品
與目前的電源產(chǎn)品相比,矩陣變換器有一定優(yōu)越性,如功率因數(shù)高、無中間儲(chǔ)能環(huán)節(jié)、結(jié)構(gòu)緊湊壽命長(zhǎng),在這方面,矩陣式變換器的研究有良好的市場(chǎng)前景。
3、用于高壓大功率變換
在需要高壓的場(chǎng)合,可以將矩陣式變換器串聯(lián)使用,達(dá)到高壓大功率輸出的目的。
4、用于功率因數(shù)校正
由于矩陣式變換器的輸入功率因數(shù)可以任意調(diào)節(jié),其調(diào)制策略和實(shí)現(xiàn)技術(shù)在某些場(chǎng)合可以用于校正電路的功率因數(shù)。由于它具有柔性變換能力,可以作為一種通用的電力變換器來實(shí)現(xiàn)電力變壓器的某些性能,作為無功補(bǔ)償器來提高電網(wǎng)利用率。
矩陣變換器在風(fēng)力發(fā)電、熱電機(jī)組直流電源、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速、電力系統(tǒng)應(yīng)用(如統(tǒng)一潮流控制器UPFC)以其優(yōu)越的性能都可以做些可行的應(yīng)用研究。