基于四步换流策略的矩阵整流器的研究摘要：本文在分析比较几种换流策略的基础上，着重分析四步换流策略的优点及其安全性，并利用基于空间矢量法的四步换流策略的矩阵整流器的仿真模型，通过Matlab/Simulink7.0软件进行仿真。仿真结果表明基于四步换流策略的矩阵整流器输出的屯压所含谐波成分较少，畸变较小，特别在处理电流过零点的脉冲信号，四步换流策略更能做到安全换流。基于该理论分析和仿真结果，采用可编程逻辑器件（CPLD）实现，硬件电路实现结果验证了理论分析和仿真结果的正确性。Abstract：Thepaperanalyzedandcomparedseveralcommutationstrategies,especiallythefour-stepcommucationstrategy.Then,ithadbeensimulatedbythematrixrectifiermodelbasedonspacevectormethodinthesoftwareofMatlab/Simulink7.0.Theresultsshowthatbyusingfour-stepscommutationstrategy,theoutputvoltageofMatrixrectifierownedlowerharmoniccomponentsandsmalldistortion.Itissucceedinsafetycurrentconverterparticularlyintheprocessionofzerocurrent.Becauseofthosetheorists,thehardwarecircuitwhichadoptedprogrammablelogicdevicealsoprovedthetheoreticalanalysisandthesimulationresultsareright.关键词：矩阵整流器；空间矢量调制；四步换流策略；可编程逻辑器件Keywords:matrixrectifier；spacevectormodulation；four-stepscommutationstrategy；programmablelogicdevice：T6文献标识码：A：1006-4311(2013)07-0026-030引言矩阵整流器是一种比较新型的通用降压型三相AC-DC变换器，具有能够实现四象限运行，功率密度大，以及提供正弦的输入电压和输入电流，输入功率因数可调等优点[1-4],吸引了越来越多研究者的关注。但到日前为止，矩阵式整流器仍停留在试验阶段。制约矩阵式整流器实用化进程的因素很多，换流问题就是其中之一。国内外许多学者对矩阵式整流器的换流策略进行过研究，提出了许多换流方法，主要有四步换流、两步换流、一步换流等。虽然传统的两步换流和一步换流实现了在短时间内双向开关之间的换流，但它每一步的进行都与电压状态和电流方向相关，在小电流的采样、计算处理很难做到非常准确，及时的响应；同时在输出电流过零点两侧必须设置死区，如果在输出电流处于死区范围内禁止换流，在区间换流时及需要流过双向电流时可能导致失败。为此，可采用四步换流策略在处理小电流检测范围运用类似滞环比较器的原理实现安全换流。并且本文从实际应用出发，通过Matlab/Simulink仿真及运用CPLD器件实现硬件电路，仿真结果和硬件电路的实现结果表明此方法使矩阵整流器的输出电压所含谐波成分较少，畸变较小。1电流型空间矢量调制算法空间矢量调制策略：空间矢量调制法是一种电路变换的PWM调制策略[5-6]o其调制机理为：输入相电流空间矢量调制过程如图1和图2表示,根据检测到的输入相电压空间矢量・ref和设定的输入相位差0可以确定希望得到的输入相电流空间矢量的位置。图1中：ia,ib,ic是3个零电流矢量。・1,・2,・3,・4,・5,■6代表6个非零电流矢量，由2个零电流矢量和6个非零电流矢量合成一个复平面。目标电流矢量合成如图2所示。将・ref在三相静止坐标系上的投影在时间上展开，根据图2目标电流矢量・ref的合成可以获知・ref是由合成的。相位角超前的一个为相位角滞后的一个为■,・a与・珪[的夹角为。，且。e?骡0,60°将・(!和・B进行PWM合成，就可以得到目标电流矢量・ref。每个扇区输入电流矢量的合成为：■■二■■■+■■■+■■■(1)其中有效矢量・a、・[3、零矢量■。的占空比函数分别为：dH(0)二■二・・sin(60°-。)二insin(60°-。)dl(。)=■=■■sin0=msin0dH(0)=l-d・(0)-M(9)(2)上式2中d・(。)、d・(。)和d・(0)分别为■a、■8和・o的占空比函数，in为电流调制度，且!!)=■■=■■.将d・(。)分配给S22,将d・(0)分配给S23,将d・(0)分配给S21,对其它儿个输入相电流扇区可做同样的分析[9-11]o2换流策略分析换流控制方法是矩阵式整流器的关键技术之一。矩阵式整流器要做到安全换流，必须严格遵守两个基本原则，即要保证在运行过程中，输入侧电路没有短路，输出侧...