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    摘要: 矩阵变换器是电力电子技术研究的一个新方向，是一种交流/交流直接电力变换装置,在对体积、效率及可靠性要求较高的领域具有良好的应用前景。本论文对矩阵变换器做了详细的介绍，分别讲述了矩阵变换器的基本原理，拓扑结构，双向开关，控制策略并着重研究了矩阵变换器的换流问题，并给出了换流过程的软件仿真。在文章的最后，指出了矩阵变换器中存在的问题和不足，并展望未来矩阵变换器的发展形式。关键词: 矩阵变换器；双向开关；换流策略；调制技术9145
    Matrix converter commutation process simulation
    Abstract:Matrix converter is a new direction of power electronics technology, is a kind of AC / AC direct power conversion device, and has good application prospect in the higher demands on the efficiency and reliability of volume, area. This paper made a detailed introduction to the matrix converter, respectively describes the basic principle, the matrix converter topology, bi-directional switch, control strategy and focuses on the commutation problem of matrix converter, software simulation and gives the commutation process. At the end of the article, pointed out the existence of matrix converter of the problems and deficiencies, and the prospect of future development of the form of matrix converter.
    Keywords:matrix converter, bidirectional switch, commutation strategy, modulation technique
     目录
    1 绪论 1
     1.1研究矩阵变换器的重要意义和背景   1
    1.2矩阵变换器的发展动力 2
    1.3矩阵变换器的和研究现状 3
     1.4矩阵式变换器研究热点 4
     1.5本课题的研究内容 5
    2 矩阵变换器的基本原理 7
     2.1矩阵变换器的基本拓扑结构 7
     2.2矩阵变换器的双向开关 7
      2.2.1双向开关构成  7
      2.2.2开关器件换流原理  8
    3 矩阵变换器的控制策略11
    3.1控制策略11
    3.2直接传递函数法13
    3.3直接传递函数法测试14
    4 换流方法的研究16
     4.1安全换流方法16
    4.2基于输出电流方向检测的多步换流方法17
      4.2.1两步换流方法 17
      4.2.2四步换流方法 18
    5 矩阵式变换器的实际仿真21
     5.1 PSIM软件介绍 21
     5.2PSIM环境下的四步换流原理图21
     5.3双向开关PSIM环境下实验仿真 22
     5.4矩阵式变换器的优化--软开关技术23
      5.4.1硬开关与软开关 23
      5.4.2软开关技术的三相矩阵变换器设计 24
    6 总结与展望27
     6.1总结27
     6.2矩阵变换器存在的问题和今后发展方向27
    7 致谢29
    8 参考文献30
    1 绪论
    1.1 研究矩阵变换器的重要意义和背景
    随着全球经济的发展和人们生活水平的不断提高，电气化技术的普及与应用越来越广，电能的消耗量也迅速升高，由此带来的能源短缺和环境污染问题已成为人类所共同面临的世纪性难题。特别是在我国，近年来国民经济快速发展,迅猛增长的耗电量使能源和环境这两个问题更显得尤为突出。我国的电能生产和消费己居世界第二位，但仍远远不能满足工业生产和人民生活发展的需要，由于缺电，正常的生产、生活秩序被打乱，造成巨大的经济损失；另一方面，在电能十分紧张的情况下，浪费现象却十分严重。根据国家有关部门的调查统计，我国发电量的60%--70%用于推动电动机做功，其中90%的电动机是交流电动机，大部分为直接拖动。由于采用直接恒速拖动，每年造成大量的电能浪费。再考虑到电力从发出到传输的使用中，如调峰、励磁、网损、无功及各种用电设备上的损耗，全国每年浪费的电量十分惊人。因此在我国大力发展电气节能技术，是建设“资源节约型社会”实现可持续发展的必经之路，而交流变频调速技术是实现电气化节能的最重要的途径之一。
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