矩陣式變頻器MC是一種基于PWM原理的交一交直接變頻器，它由九個(gè)直接接于三相輸入和輸出之間的開(kāi)關(guān)陣組成，如圖1所示。每個(gè)開(kāi)關(guān)由兩支背一背串聯(lián)的IGBT構(gòu)成，允許雙向電流流動(dòng)及承受雙向阻斷電壓。這類(lèi)變頻器有一系列優(yōu)點(diǎn)：①?zèng)]有中間直流環(huán)節(jié)，功率電路簡(jiǎn)單、緊湊。②可輸出頻率、幅值及相位可控的正弦負(fù)載電壓。③正弦的輸入輸出電流。④輸入功率因數(shù)等于1或可控。⑤有回饋能力，可在四象限工作。

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MC發(fā)明于20世紀(jì)80年代初，雖然有上述優(yōu)點(diǎn)，但由于一些應(yīng)用技術(shù)難以解決，發(fā)展緩慢。近年來(lái)隨著這些難題的解決，內(nèi)外對(duì)它給予越來(lái)越多的關(guān)注。影響MC發(fā)展的應(yīng)用技術(shù)主要有三點(diǎn)：換流技術(shù)、*大輸出電壓能力及輸入濾波。

(1)換流技術(shù)換流是指從一個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通轉(zhuǎn)換到另一個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的過(guò)程。MC的換流較麻煩，以圖1中從SAa導(dǎo)通轉(zhuǎn)換到SBa導(dǎo)通為例，由于MC的輸入側(cè)接有濾波電容，且A、B兩點(diǎn)間電位不等，所以在換流過(guò)程中不允許存在兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)導(dǎo)通的現(xiàn)象(重疊)，否則將導(dǎo)致A、B兩點(diǎn)短路、一個(gè)大的電容電流流過(guò)開(kāi)關(guān)器件。另一方面，由于負(fù)載中存在電感，所以在換流過(guò)程中又不允許存在兩管均不導(dǎo)通的時(shí)間(間隙)，否則電感將感應(yīng)出大尖峰電壓加至開(kāi)關(guān)器件。換流既不允許存在重疊，又不允許存在間隙，實(shí)現(xiàn)起來(lái)很困難，曾是影響MC發(fā)展的重要障礙之一。這個(gè)問(wèn)題通過(guò)采用多步換流方法已解決，已有四步換流、兩步換流等幾種方案，其原理都是每個(gè)開(kāi)關(guān)中背一背串聯(lián)的兩支IGBT不同時(shí)關(guān)斷或開(kāi)通，先關(guān)斷原導(dǎo)通開(kāi)關(guān)中的一支IGBT，再開(kāi)放待導(dǎo)通開(kāi)關(guān)中的一支IGBT，利用IGBT中的反向二極管的單向?qū)щ娦阅?，既維持了負(fù)載電流的不間斷，又防止了電容電流的出現(xiàn)。

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