矩阵变换器—永磁同步电机无传感器控制系统的研究

潘宝安

PAN Bao-an

（临沂职业学院, 临沂 276000 ）

0 引言

矩阵变换器是一种新型交-交电力变换器，与传统的交-直-交变频器相比，具有很多优点，例如矩阵变换器输入功率因数可调，能量可双向流动，无直流环节储能元件，输入输出波形良好。如今，针对矩阵变换器进行了很多研究，如用于变频调速系统[1]，风力发电系统[2]，航空宇航系统[3],车辆牵引系统[4]等。其中变频调速系统是研究的热点，目前已经有基于矩阵变换器的磁场定向控制[5]和直接转矩控制[6]方面的研究。

1 间接式矩阵变换器

矩阵变换器可分为直接式矩阵变换器和间接式矩阵变换器。间接式矩阵变换器的结构如图1所示。

图1 间接式矩阵变换器的结构

类似于传统交-直-交变频器，间接式矩阵变换器包含整流侧和逆变侧，因此可分别对整流侧和逆变侧进行调制。但间接式矩阵变换器无中间直流环节储能元件。

1.1 整流侧的PWM调制

如图2所示，将三相输入电压划分为6个扇区，在每个扇区中，总有一相电压绝对值最大，另外两相电压与之反相。这样划分的目的是为了获取最大的直流电压。例如在第1扇区，ua为正，且绝对值最大，ub,uc为负。此时占空比计算为

θa,θb,θc输入相电压的相角。其他五个扇区与第1扇区的计算方法相同。

图2 输入电压扇区划分

1.2 逆变侧的SVPWM调制

如图3所示，根据逆变侧开关状态的不同，将输出电压也划分为六个扇区。1代表上桥臂导通，下桥臂关断，0则相反。因此，共包含6个有效矢量(U1～ U6)和2个零矢量(U0和U7)。当期望输出

Uref 时