● 摘要
矩阵变换器在结构和功能上有众多优点，是一种具有发展潜力的理想电力变换装置，近年来一直是研究热点之一。
在实际应用中，对于负载不对称条件下需要提供三相对称输出电压的特殊应用场合，传统3×3结构矩阵变换器由于无法提供物理上的零序通道及抑制零序扰动而不再适用。使用四输出的功率变换器，可以解决这个问题。基于交—直—交变换的通用变换器是目前用量最大，而且已经产品化和实用化的变换装置。它是由整流器、直流环节和逆变器三个环节构成的，具有控制简单、易于实现的优点。但同时也有需要无功储能元件、输入功率因数低和体积庞大、不利于集成等缺点。用四桥臂矩阵变换器替换交—直—交变换的通用变换器之后，可以得到相似的拓扑结构。而四桥臂矩阵变换器更具有鲁棒性和可靠性，更节省空间，可以用于便携式系统。
主要研究的内容包括：根据空间矢量算法建立三桥臂矩阵变换器的模型，带三相不平衡负载时，检验存在的问题；根据空间矢量算法建立四桥臂矩阵变换器的模型，带三相平衡负载时，通过仿真验证模型的有效性；建立四桥臂矩阵变换器在独立电源系统中应用的模型，考虑三相不对称负载因素时，设计调节负载电压正序分量和负序分量的控制系统，对空间矢量调制算法进行优化，在系统负载对称运行和负载不对称运行时分别进行仿真，分析仿真结果，验证模型的有效性。