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【摘要】 针对电流控制型矩阵变换器自身的特点，提出了一种抑制共模电压控制策略。通过细分输入6区间，合理选择零矢量和适当调整开关顺序，使电流控制型矩阵变换器共模电压的峰值下降了33.3%，有效值降低了50%以上，高频频谱也得到了抑制。仿真和实验结果证明了该控制方法的可行性和正确性。
【关键词】 共模电压 矩阵变频器 电流滞环控制 空间矢量 调制策略
矩阵变频器（Matrix Converter，MC）是一种强迫换流直接型交交（AC-AC）变频器，它的优点如下：可以任意的改变输出电压的幅值和频率，并且能提供正弦的电压电流，可以实现能量的双向流动，同时可以改变输入电流的相位角，调节电网端的功率因数，相对于双向PWM装置没有了直流环节，减小了体积，重量减轻等等[1-3]。3行3列 矩阵变频器是一种由九个双向可控开关组成的矩阵列，由于要受到控制策略和开关器件的性能的影响，共模电压是不可避免的出现在输出电压中。一般来说，输出的共模电压是高频分量，高频的共模电压与大地之间产生漏电流同时也会产生高频电磁干扰（EMI），会对周围的电器设备产生不良的影响，漏电流也会对自身设备造成毁坏。因此要抑制共模电压。本文对矩阵变频器抑制共模电压的策略进行详细阐述，同时控制输出电流，采取输出电流滞环控制，理论上将矩阵变频器等效成虚拟整流和虚拟逆变两个环节串联，用双空间矢量的调制策略同时合理的运用零矢量和合理安排开关顺序来抑制共模电压，这种控制策略可以有效的降低共模电压并且具有电流可控制的特点[4-5]。
一、共模电压的产生机理
共模电压是在电机与逆变器之间的回路形成的电压。ZL机中性点与大地之间的电阻，UA、UB和UC是变频器输出电压，r和L分别是电机的等效电阻和电感，其中输入是三相对称电路。
由于矩阵变频的开关组合多种多样，不同的组合对应着输入与输出之间的关系，所以输入与输出的连接关系直接影响着共模电压的幅值。MC具有27种开关状态，这些开关状态一共可以分为三大类。若每一个输入对应着不同的输出，这类开关产生的电压矢量叫做旋转矢量。若有两个输出端同时接到同一个输入端，该类开关产生的电压矢量为固定矢量。如三个输出端接到同一个输入端，该类开关产生的电压矢量为零矢量。每一类开关矢量产生的共模电压的幅值是不同的。可以假设输入电压的幅值为Uin则产生零矢量的共2.1输出电流控制策略。
运用电流滞环比较控制策略动态跟踪输出电流，并且不断的用实际输出电流与理想输出电流进行比较得出误差，并且对误差进行控制。由于本文将MC等效成虚拟的整流环节和逆变环节串联，所以不存在旋转矢量开关状态。而滞环电流控制指的就是控制虚拟逆变器的输出电流。
二、零矢量补偿控制
当MC产生零矢量时，虚拟直流环节的电流为零从而导致输入端的电流也为零，同时根据矩阵变换器的工作原理可知输出电流逐步减小，因此共模电压也相应的降低。可以用零矢量来补偿滞环电流控制，当输出电流高于给定电流上界时，可以用零矢量降低电流的绝对值，前面分析可知，用相控整流时不可避免的出现输入电流在控制周期中有两段为零，采用虚拟电流空间矢量控制时就不会出现上述情况。
电流滞环控制加上零矢量的合理选择，可以改善输入电流的波形提高网侧的功率因数，同时还可以降低高频分量。
三、结论
用双空间矢量的调制策略同时合理的运用零矢量和合理安排开关顺序来抑制共模电压，这种控制策略可以有效的降低共模电压并且具有电流可控制的特点，可以实现能量的双向流动，同时可以改变输入电流的相位角，调节电网端的功率因数，相对于双向PWM装置没有了直流环节，减小了体积，重量减轻等等。
参 考 文 献
[1] 何必，林桦. 电流控制型矩阵变换器抑制共模电压控制策略[J]. 中国电机工程学报. 2007（25）
[2] 陈希有，丛树久，陈学允. 双电压合成矩阵变换器特性与电压扇 区的关系分析[J]. 中国电机工程学报
[3] 张超，于岩. SVPWM 逆变器输出电压谐波分析. 煤矿机械. 第32 卷第06 期
【关键词】 共模电压 矩阵变频器 电流滞环控制 空间矢量 调制策略
矩阵变频器（Matrix Converter，MC）是一种强迫换流直接型交交（AC-AC）变频器，它的优点如下：可以任意的改变输出电压的幅值和频率，并且能提供正弦的电压电流，可以实现能量的双向流动，同时可以改变输入电流的相位角，调节电网端的功率因数，相对于双向PWM装置没有了直流环节，减小了体积，重量减轻等等[1-3]。3行3列 矩阵变频器是一种由九个双向可控开关组成的矩阵列，由于要受到控制策略和开关器件的性能的影响，共模电压是不可避免的出现在输出电压中。一般来说，输出的共模电压是高频分量，高频的共模电压与大地之间产生漏电流同时也会产生高频电磁干扰（EMI），会对周围的电器设备产生不良的影响，漏电流也会对自身设备造成毁坏。因此要抑制共模电压。本文对矩阵变频器抑制共模电压的策略进行详细阐述，同时控制输出电流，采取输出电流滞环控制，理论上将矩阵变频器等效成虚拟整流和虚拟逆变两个环节串联，用双空间矢量的调制策略同时合理的运用零矢量和合理安排开关顺序来抑制共模电压，这种控制策略可以有效的降低共模电压并且具有电流可控制的特点[4-5]。
一、共模电压的产生机理
共模电压是在电机与逆变器之间的回路形成的电压。ZL机中性点与大地之间的电阻，UA、UB和UC是变频器输出电压，r和L分别是电机的等效电阻和电感，其中输入是三相对称电路。
由于矩阵变频的开关组合多种多样，不同的组合对应着输入与输出之间的关系，所以输入与输出的连接关系直接影响着共模电压的幅值。MC具有27种开关状态，这些开关状态一共可以分为三大类。若每一个输入对应着不同的输出，这类开关产生的电压矢量叫做旋转矢量。若有两个输出端同时接到同一个输入端，该类开关产生的电压矢量为固定矢量。如三个输出端接到同一个输入端，该类开关产生的电压矢量为零矢量。每一类开关矢量产生的共模电压的幅值是不同的。可以假设输入电压的幅值为Uin则产生零矢量的共2.1输出电流控制策略。
运用电流滞环比较控制策略动态跟踪输出电流，并且不断的用实际输出电流与理想输出电流进行比较得出误差，并且对误差进行控制。由于本文将MC等效成虚拟的整流环节和逆变环节串联，所以不存在旋转矢量开关状态。而滞环电流控制指的就是控制虚拟逆变器的输出电流。
二、零矢量补偿控制
当MC产生零矢量时，虚拟直流环节的电流为零从而导致输入端的电流也为零，同时根据矩阵变换器的工作原理可知输出电流逐步减小，因此共模电压也相应的降低。可以用零矢量来补偿滞环电流控制，当输出电流高于给定电流上界时，可以用零矢量降低电流的绝对值，前面分析可知，用相控整流时不可避免的出现输入电流在控制周期中有两段为零，采用虚拟电流空间矢量控制时就不会出现上述情况。
电流滞环控制加上零矢量的合理选择，可以改善输入电流的波形提高网侧的功率因数，同时还可以降低高频分量。
三、结论
用双空间矢量的调制策略同时合理的运用零矢量和合理安排开关顺序来抑制共模电压，这种控制策略可以有效的降低共模电压并且具有电流可控制的特点，可以实现能量的双向流动，同时可以改变输入电流的相位角，调节电网端的功率因数，相对于双向PWM装置没有了直流环节，减小了体积，重量减轻等等。
参 考 文 献
[1] 何必，林桦. 电流控制型矩阵变换器抑制共模电压控制策略[J]. 中国电机工程学报. 2007（25）
[2] 陈希有，丛树久，陈学允. 双电压合成矩阵变换器特性与电压扇 区的关系分析[J]. 中国电机工程学报
[3] 张超，于岩. SVPWM 逆变器输出电压谐波分析. 煤矿机械. 第32 卷第06 期