变换器
将信源信息按目的变换的仪器
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历史版本
变换器是指将信源发出的信息按照特定的目的进行转换的设备。矩阵式变换器是一种新型的交-交电源变换器，相较于传统变换器，它具有无需中间直流储能环节、能进行四象限运行、具备良好的输入电流波形和输出电压波形、并能自由控制功率因数的特点。矩阵式变换器已经成为电力电子技术领域的研究热点，并拥有广阔的应用前景。
历史沿革
1976年，L.Gyugyi和B.R.Pelly首次提出矩阵式变换器的概念和电路拓扑形式。1979年，意大利学者M.Ventutini和A.Alesina证实了这种频率变换器的存在，并对其进行了理论验证，从而促成了矩阵式变换器的快速发展。他们在理论上证明了N相输入、P相输出的矩阵式逆变器的实现条件，并提出了一种电压控制策略，尽管该策略解决了矩阵式变换器的谐波问题，但存在着输出输入电压比小于0.5的显著缺陷。到了20世纪80年代后期，随着电力电子技术和计算机控制技术的进步，矩阵变换器的研究逐渐受到广泛关注。许多学者从不同角度对矩阵变换器进行了深入研究，并提出了多种控制方案，使得矩阵变换器的研究进入了大规模发展的阶段。
1989年，日本学者J.Oyama等人提出了一种最大最小输入电压调制技术，该技术认为输出电压最小的相始终与输入电压最小的相相连，其他两相则利用脉宽调制技术对输入电压进 行调制，确保输出线电压的最大值不超过最大输入线电压函数的最小值，即输出线电压始终保持在输入线电压的包络线内。同一年，南斯拉夫学者L.Huber和美国学者D.Borojevic提出了基于电压空间矢量调制技术的方法。该方法根据矩阵变换器的功率开关状态，定义出输入电流和输出电压的六边形开关状态矢量，并通过输入矢量在任意时刻与其相邻的两开关矢量合成，得出每个采样周期内的开关导通比。这项技术后来发展成为相对成熟的技术。Huber和D.Borojivic还提出了一种基于空间向量调制技术的PWM技术，实现了最大电压传输比可达0.866 ，并通过实验样机带动三相感应电机运行，证明了采用空间向量调制法的矩阵变换器与理论分析相符，具有输入功率因数接近1、输出电压可调频调幅等特点。A.Ishiguro和T.Furuhashi提出了输入双线电压瞬时值法，其调制本质在于任何时候输出电压都是由两个输入线电压合成而成。根据理论分析可知，当输入电流不对称或含有高次谐波时，控制函数会自动校正，而无需额外的计算量。这对于一些电网稳定性较差的情况特别适用。1992年，C.L.Neft和C.D.Schauder提出了一种适用于30马力矩阵变换器的控制理论和实施方案，这是一种去除了直流中间环节的逆变器方法的改进版，将控制策略分为"整流"和"逆变"两部分，三种开关被视为一种假想的电压源逆变器。"整流"部分对于每组开关都有"正""负"两套开关函数。