82、基于空间矢量调制技术的矩阵变换器建模与仿真

基于空间矢量调制技术的矩阵变换器建模与仿真

在工业应用中，AC - AC 功率转换器正变得至关重要。传统的 AC - AC 转换通常使用由整流器和逆变器通过存储元件连接而成的转换器，这使得转换器体积庞大，并且降低了系统的可靠性。因此，矩阵变换器（MC）作为传统转换器的替代方案，正受到研究人员的关注。

1. 矩阵变换器基础

矩阵变换器是一种单级转换器，它直接将 m 相电压源连接到 n 相负载，进行转换时需要 m × n 个双向功率开关。它是一种强制换向转换器，主要由一组双向开关组成，用于产生可变频率的可变输出电压系统，不需要任何存储元件，因此也不需要直流链路。以三相为例，它包含九个双向开关，允许输出相连接到任何输入相。

矩阵变换器存在两个约束条件：
1. 由于矩阵变换器由电压源供电，所以输入端子绝不能短路。
2. 负载大多具有感性性质，所以输出端子绝不能开路。

由于这两个约束条件，实际上只有 27 种可能的开关组合。单个开关的交换函数可以表示为：
[
S_{Kj} =
\begin{cases}
1, & \text{开关 } S_{Kj} \text{ 闭合} \
0, & \text{开关 } S_{Kj} \text{ 断开}
\end{cases}
]
其中，(K = {a, b, c}) 且 (j = {A, B, C})。约束条件可以表示为 (S_{aj} + S_{bj} + S_{cj} = 1)，其中 (j = {A, B, C})。

三相到三相矩阵变换器的输入和输出量之间的关系如下：
输出电压和输入