摘要：根据有功功率平衡原理推导出不平衡输入电压下表征矩阵变换器输入电流特性的通用方程,分析表明矩阵变换器的输入电流特性只能通过对输出功率及输入电流偏置角的控制来调节。根据矩阵变换器输入电流特性方程及输入电流控制目标得到3种典型输入电流控制策略。在输出电压平衡正弦的情况下：使矩阵变换器的输入电流矢量与输入电压矢量保持固定的功率因数角（策略1）,可得到不平衡且非正弦的输入电流;使输入电流矢量跟踪输入电压正序分量与负序分量之差的方向（策略2）,可得到不平衡但正弦的输入电流;输出电压矢量幅值变化并使输入电流矢量与输入电压正序分量保持固定的功率因数角（策略3）,可得到平衡正弦的输入电流,但输出电压不平衡且非正弦。其中,策略1的输入功率因数及输出电压控制能力最强,但输入电流波形质量最差;策略2的输入电流波形质量较好,但输入功率因数和输出电压控制能力有限;策略3得到的输入电流波形质量最好,但输出电压特性最差。通过仿真及实验验证了理论分析的正确性。

关键词：矩阵变换器 输入电流 不平衡 谐波 功率因数 

单位：华中科技大学电气与电子工程学院 湖北武汉430074