矩阵式变换器的异步电机矢量控制(2)

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今天，交流调速系统已经基本上取代了直流调速系统，其应用范围几乎覆盖了整个工业领域，交流调速进入了多样化、普及化的时代。但是，应用于交流调速的各种电力变换装置在给国民经济带来巨大效益的同时，也对国民经济赖以生存和发展的电能质量造成了前所未有的严重污染[2]，其中最突出的缺陷是对电网造成的谐波污染。谐波污染影响到整个电力系统的电气环境，并对电力系统本身和广大用户的各种电气设备甚至其他用户和设备会造成极大的危害，如导致电能损耗增加、对继电器等自动控制装置产生干扰、引起无功补偿电容器组谐振等诸多负面效应，电力电子装置所产生的谐波污染己成为阻碍电力电子技术自身发展的重大障碍，也抑制了矢量控制系统性能的发挥[3] 。

因此，研制并使用具有优良控制性能和品质的电力变换器，使其具有可控的输入功率因数且不对电网造成谐波污染是一种较为积极的办法。在这种情况下，从事电力电子技术研究和开发的人们开始探讨各种新型的电力变换器主电路拓扑结构，许多学者在矢量控制研究中引入了新型的电力变换器一矩阵式电力变换器，也称为矩阵式变换器或矩阵变换器时（Matrix Converter MC）。矩阵变换器以其简单的拓扑结构及诸多的理想特性，吸引着越来越多学者的目光，三相-三相矩阵变换器电力变换主电路如图1-1所示。

矩阵变换器结构简单，可以实现交-交一次性变换，无需中间大容量的滤波电容，故整个电路体积小，便于集成化，使用寿命长;同时，输入功率因数可调，与负载的功率因数无关;另外由于采用了双向开关，所以可以实现能量的双向传递等[4-6]。本文以矩阵变换器为基础，采用空间矢量调制方法对双向开关进行调制，控制策略更加灵活，同时采用四步换流策略，并将其应用于三相异步电动机矢量控制系统之中。