矩阵式电力变换器的控制策略综述

矩阵变换器研究综述汇总矩阵变换器是一类常见的信号处理器，用于将输入信号通过矩阵运算转换为输出信号。

它具有广泛的应用领域，包括通信系统、图像处理、声音处理等。

本文将对矩阵变换器的研究进行综述汇总，从不同角度介绍其研究现状和未来发展方向。

首先，从基本的矩阵变换器开始，矩阵变换器在信号处理中的应用主要涉及到傅里叶变换、离散余弦变换、离散小波变换等。

这些变换器可以通过矩阵的乘法运算实现，对输入信号进行频域转换。

近年来，许多研究都集中在提高矩阵变换器的计算效率和准确性方面，例如引入并行计算技术、优化矩阵运算算法等。

其次，矩阵变换器在通信系统中的应用也备受关注。

矩阵变换器可以将信号转换为频域表示，从而实现信号的压缩和编码。

矩阵变换器在多种通信系统中都起到了重要作用，如无线通信系统、光纤通信系统等。

研究者们一直致力于开发高效的矩阵变换器算法，以提高通信系统的性能和传输速率。

此外，矩阵变换器在图像处理领域也有广泛的应用。

通过矩阵变换器，可以将图像从空域转换为频域，从而实现图像的增强、降噪、分割等操作。

矩阵变换器在图像压缩、图像识别等方面的研究也非常活跃。

一些新颖的矩阵变换器算法，如局部小波变换、时空域转换等，被提出并应用于图像处理领域。

另外，矩阵变换器在声音处理方面也起到了很大的作用。

通过矩阵变换器，可以对声音信号进行频域分析、滤波等操作，从而实现对声音信号的改善和修复。

矩阵变换器在音频编码、音频反向传播、语音识别等方面的研究也蓬勃发展。

一些新的矩阵变换器算法，如非负矩阵分解、随机矩阵变换等，被引入到声音处理领域，取得了令人瞩目的成果。

综上所述，矩阵变换器作为一种常见的信号处理器，具有广泛的应用领域。

近年来，研究者们在矩阵变换器的算法优化、计算效率提高等方面做出了很多努力，取得了令人鼓舞的成果。

然而，矩阵变换器的研究仍然面临许多挑战，如计算复杂度、实时性、噪声鲁棒性等。

未来研究的方向包括进一步优化矩阵变换器的算法、提高计算效率、改进硬件实现等。

矩阵变换器安全换流策略综述矩阵变换器四步换流辅助谐振换流两步换流一步换流1引言矩阵变换器是一种具有优良的输入输出特性的交交直接变换性能优越。

它能提供正弦的输出电压，并从电网中吸收正弦的输入电流、输出频率不受输入频率的影响；具有四象限运行能力、动态响应快、功率密度大等优点。

近年来，由于其简单的拓扑结构及其优良特性，而成为变换器研究的热点之一。

目前对矩阵式变换器的研究重点之一在于双向开关的安全换流问题。

矩阵变换器的换流是指将某一相负载电流由一个输入相切换到另一个输入相。

因为开关器件的通断都是需要时间的，为了避免换流时电源短路和（感性）负载开路而对电源和矩阵变换器的安全造成的威胁，因此需要采用一个能够使开关安全切换的换流策略。

本文综述了多种形式的换流策略。

2换流技术简述附图所示为双向可控开关器件的常见构造形式[3]，其中附图（a）所示为最早出现的开关形式，由于通态功耗较大已经逐渐被淘汰了，仅在谐振型矩阵变换器中还有应用；附图(b)、(c)所示是最常用的两种由传统的单向可控开关和快恢复二极管构成的双向开关；附图（d）所示为采用非穿通型可控器件构成的双向开关形式，由于单向通流的开关器件可以承受反向电压，因此省略了二极管；目前正逐渐得以使用。

附图（e）所示是近年来出现的多电平矩阵变换器采用的双向开关；该结构形式拓宽了双向可控开关的设计理念，但也使变换器换流过程的复杂程度大大增加；当前业界普遍使用的双向可控开关形式还是如附图(b)、(c)、(d)所示的三种形式，已有的各种换流策略都是针对这三种开关形式设计的，本文对各种换流策略进行了综述。

附图常见双向开关形式2基本换流策略（l)死区换流死区换流，即插入死区延时法。

它要求输入侧开关触发之前，输出侧开关关断。

这种方法控制简单，但不能工作在电流连续的情况下，且开关损耗大。

又由于死区期间电源能量得不到利用，使得电压利用率降低，另外缓冲网络比较复杂，故此法很少使用。

（2）交叠换流交叠换流要求出侧开关关断之前，输入侧开关触发。

矩阵变换器在不平衡输入电压下的控制策略1引言矩阵变换器(matrix converter，MC)相对于双PWM变换器有诸多优点。

首先，可视为一个buck型变换器，因此在输入侧只需要较小的输入滤波器以滤除高次开关谐波[1]；由于输入线电压大小处于不断变化之中，矩阵变换器中开关器件上的电压应力相对双PWM变换器较小，因此矩阵变换器拥有更长的无故障工作时间[2]；由于相同的原因，矩阵变换器用于电机控制时产生的铁耗也相对较小；此外，由于矩阵变换器省去了直流环节电感/电容，它可以达到更高的功率密度。

但由于矩阵变换器的输入输出直接耦合，输入侧的扰动会直接影响到矩阵变换器的输出。

实际电网常会因为各种原因导致电压不平衡。

通过采用双电压调制策略，输入电压的不平衡可被自动补偿，该方法已被用于安川电机推出的矩阵变换器产品中[6]。

但双电压调制策略存在控制策略不够灵活，共模电压不易控制等问题。

空间矢量法通过检测输入电压实时地改变输出电压调制比，可保证输出电压平衡。

在此基础上，本文提出了调制矢量的概念，得出用矢量形式表示的矩阵变换器的瞬时输入输出电压关系式。

通过实时地改变矩阵变换器的输出电压调制矢量，可在不平衡且非正弦输入情况下得到平衡且正弦的输出电压。

同时给出了输入电流与输出功率和输入电流调制矢量之间的关系式。

分析表明，在非平衡输入电压情况下，若保证负载上电压电流平衡正弦，那么矩阵器的输入电流将不再正弦。

通过实时地调节输入电流调制矢量的方向，可以在输入侧不平衡但正弦的输入电流。

2瞬时输入电压空间矢量调制空间矢量法可分为直接空间矢量法及间接空间矢量法，这两种调制策略看似差别很大，但它们从本质上是一样的。

为分析方便，本文将考虑间接空间矢量法。

本文中使用空间矢量表示矩阵变换器的输入输出变量。

(1)式(1)中x代表相电压及相电流变量。

三相/三相矩阵变换器的虚拟整流-逆变环节如图1所示。

(a)虚拟整流环节 (b)虚拟逆变环节图1 虚拟整流环节与虚拟逆变环节本文规定带上箭头的变量为空间矢量，*上标表示复数共轭。

《单相高频链矩阵式逆变器调制策略与控制方法研究》篇一一、引言随着电力电子技术的快速发展，单相高频链矩阵式逆变器在电力系统中的应用越来越广泛。

其作为一种高效的能量转换装置，对于提高电力系统的稳定性和可靠性具有重要意义。

然而，由于单相高频链矩阵式逆变器的复杂性和多变性，其调制策略和控制方法一直是研究的热点和难点。

本文旨在研究单相高频链矩阵式逆变器的调制策略与控制方法，以提高其性能和稳定性。

二、单相高频链矩阵式逆变器概述单相高频链矩阵式逆变器是一种将直流电源转换为交流电源的装置，其核心部分包括功率开关管、滤波电路和控制电路。

由于具有高效率、高功率密度、低噪声等优点，单相高频链矩阵式逆变器在新能源发电、电机驱动、电力系统等领域得到了广泛应用。

然而，其复杂的拓扑结构和多变的运行状态给调制策略和控制方法的设计带来了挑战。

三、调制策略研究针对单相高频链矩阵式逆变器的调制策略，本文研究了多种调制方法。

首先，传统的正弦脉宽调制（SPWM）方法在单相高频链矩阵式逆变器中得到了广泛应用。

然而，该方法在高频运行时存在较大的谐波分量，影响了输出电压的波形质量。

因此，本文提出了一种改进的调制策略——空间矢量脉宽调制（SVPWM）。

该策略通过优化开关时序和电压矢量分布，降低了谐波分量，提高了输出电压的波形质量。

此外，本文还研究了其他调制策略，如载波层叠调制、载波移相调制等，为单相高频链矩阵式逆变器的调制提供了更多选择。

四、控制方法研究针对单相高频链矩阵式逆变器的控制方法，本文研究了多种控制策略。

首先，传统的PID控制方法在单相高频链矩阵式逆变器的控制中得到了广泛应用。

然而，由于系统参数的变化和外部干扰的影响，PID控制方法在复杂工况下的控制效果并不理想。

因此，本文提出了一种基于模糊控制的控制策略。

该策略通过引入模糊逻辑，实现了对系统参数和外部干扰的实时调整，提高了系统的稳定性和鲁棒性。

此外，本文还研究了其他控制方法，如神经网络控制、滑模控制等，为单相高频链矩阵式逆变器的控制提供了更多选择。