矩阵式转换器（十一）：AC直接方式的控制方法（下）

　　如果矩阵式转换器内部发生短路，则浪涌电流会流向开关元件。另外，一般来说，矩阵式转换器上连接的负荷是线圈、变压器以及马达之类的感应性负荷。因此，如果负荷端电路断开，那么能量就无处释放，开关元件便会产生相当大的浪涌电压。所以，各开关元件的占空比应以防止短路以及电路断开为目的加以公式(2)所示的限制。

 

　　接下来，需要运用公式(2)来求解公式(1)，但因为借助具体例子来考虑更容易理解，因此，我们设想以下的情形。假设：3相交流输入的各个相的关系为 vr>vs>vt，且┃vt┃>┃vr┃，3相交流输出的各个相的关系为vu*>vv*>vw*。这种情形相当于图3的斜线部位。也就是X区域的前半部分。Y区域仅仅是符号相反，但基本上可采用相同的思路。

 

图4　图3斜线部分的等效电路

　　图3X区域中所设的斜线部分(Vr>Vs>Vt)中的等效电路。W相输出方面，预先与作为T相输入的Vt进行连接。然后，从R相输入Vr及S相输入Vs这两者中生成U相输出及V相输出。在此过程中，使哪个开关元件在何时产生“开”“关”动作的控制必不可少。(点击放大)

　　图4为X区域前半部分的等效电路。如果在此处应用前面提到的规则，则可得出dtw=1。另外，由公式(2)可求出drw=0、dsw=0。因此，实际上开关元件发生开和关的动作的只有U相及V相。通常来说，3相3线的交流电如果3相中2相的电压已确定，那么剩余的1相的电压便自动确定下来。因此，如果对线间电压vwu及vvw进行控制，就能得到所需的3相交流输出。

　　以W相为基准对公式(1)进行整理后，线间电压vvw便可用公式(3)来表示。

 

　　利用公式(2)，可将公式(3)整理为公式(4)。

 

　　由公式(4)可以看出，可得到系统输出电压的drv与dsv的组合有无数个。因此，仅是这种解法得不到答案。为此，需要利用使输入电流呈正弦波状(功率因数定为1)的条件，来确定drv与dsv的关系。