(1)控制自由度高，输出电压可调节，输出频率不受输入频率的限制；

(2)输入频率可调，可以超前.滞后或1不受负载限制；

(3)输入电流正弦，对电网无谐波污染；

(4)能量可以实现双向流动，特别适合于电机四象限运行；

(5)无任何中间直流环节，结构紧凑，效率高，体积小，可实现集成化和模块化。

矩阵式变换器作为一种具有优良控制性能和新型电力变换器，但它依然存在很多问题需解决，如输出电压比低是矩阵式变换器目前存在的主要缺点；IGBT成本较高而且控制电路复杂，适用于大功率应用场合。

1.2　矩阵式变换器及交流变频调速的概述

1.2.1　矩阵式变换器发展历史和研究现状

1.2.2　交流变频调速研究现状及发展

1.3矩阵式变换器在交流变频调速领域的应用

矩阵式变换器是一种直接变换型交流—交流电力变换装置，具备一些优越于脉宽调制（PWM）变频器的性能，有正弦输入和输出电流、能量的双向流通、和可控制的输入功率因数等，这些都将在交流调速领域得到非常好的应用。电机交流调速技术是在电力节约以及改善现在的生活环境，推动技术革新的重要手段。总之研究变频调速技术对于能源利用的改善和工业节能都有着重要的作用，以及因为对变换器自身体积减小、降低成本的需要，矩阵式变换器技术也必将在变频调速领域越来越关键。

近些年来，世界各国的很多家研发机构也都对矩阵式变换器—异步电动机矢量控制系统在工业领域方面的应用做了很多尝试和研究。英国 Nottingham 大学的研究人员最早于 1996 年对矩阵变换器－异步电动机矢量控制系统进行了试验研究，并于2002年研制了基于 MOS 控制晶闸管的10KW 矩阵变换器－异步电动机矢量控制系统原型机，之后2004年又开发了专用于军用车辆传动的 150KVA 矢量控制矩阵变换器样机。日本安川电机公司开发出了带有输入电压不平衡补偿功能的矩阵变换器－异步电动机矢量控制系统，其控制策略采用了转子磁场定向矢量控制和双电压控制法。源[自-优尔^.论~文'网·www.youerw.com

研究适合于工业应用的矩阵变换器交流变频调速系统，需要满足如下几个条件：

1） 对交流电动机实现磁链与转速的精确的解耦控制，以获得良好的动静态调速性能；

2） 输入侧电流谐波含量少，功率因素高，对电网电能质量影响小；

3） 能量双向流通，当电动机制动时可将能量回馈至电网；

4） 当电网电压或负载运行出现异常时，仍能保证安全运行，具有良好的稳定性和可靠性；

5) 控制算法简单，调节方便，计算量小，易于实现。

为了满足上述要求，在矩阵变换器交流变频调速技术研究过程中，必须解决三大核心技术——矩阵式变换器的调制算法、双向开关的换流方式以及异步电动机的控制策略。

1.4本课题主要研究的主要内容和意义

1)开始先对交流变频调速的对工业生产生活的重要影响进行说明，说明了现代交流调速系统对高性能电力变换装置的迫切需求，主要介绍了矩阵式变换器和交流调速技术的发展的发展历程和研究现状，阐述了发展历史中取得的重要进步和对当时的影响，还有矩阵式变换器在交流变频领域的实际应用和举例，最后介绍本论文的主要内容和意义。

2)重点介绍矩阵式变换器的工作原理，详细分析矩阵式变换器的拓扑结构、工作原理及各种调制策论和换流方式。

3)矩阵式变换器变频调速系统各种组合控制策论，深层次的分析矩阵式变换器的空间矢量脉宽调制策论和异步电动机的转子矢量控制理论方法，寻求构成一套组合控制策论。