矩阵变换器输入功率因数可调时的换流控制策略

何 必 乔鸣忠 林 桦 佘宏武 王兴伟

（1.海军工程大学电气与信息工程学院 武汉 430033 2.中国船舶重工集团公司第七O 四研究所 上海 200031 3.华中科技大学电气与电子工程学院 武汉 430074）

1 引言

矩阵变换器(Matrix Converter，MC)由于具有功率密度大，提供正弦的输出电压和正弦的输入电流，输入功率因数可调等优点，吸引了越来越多的研究者的关注[1]。MC 作为一种新型的电力电子变换器，仍停留在研究阶段。能否实现双向功率开关的安全、可靠以及快速的换流策略是制约MC 实用化的关键技术之一。

国内外许多文献提出了各种换流策略，归纳起来可分为基于输出电流方向的电流型换流策略[2]和基于输入相电压的相对大小关系的电压型换流策略[3]。其中，电压型两步换流策略具有换流过程快、开关损耗小、不受运行工况影响、控制系统结构简单以及成本较低等优点。

调节MC的输入功率因数，可对电网中无功分量适当进行补偿，同时抵消输入滤波电容对网侧功率因数的影响[4]，这也是MC的优点之一。针对电压型换流法在输入电压换区间时易发生短路的现象，文献[5]提出了一种带有过渡区间的电压型两步换流策略，较好地解决了MC 在较大功率输出条件下的换流问题。但是该方法只适用于输入功率因数为1 附近的情况，当输入功率因数变化较大时，MC仍会发生短路问题。对于这一问题，国内外文献研究的不多，为此，本文在其基础上具体分析输入功率因数变化时的换流过程，提出一种在输入功率因数可调时的换流方法，进一步完善电压型两步换流策略。……