Leistungselektronik - Matrixkonverter
Ein Matrixkonverter ist als Konverter mit einer einzelnen Konvertierungsstufe definiert. Es verwendet einen bidirektional gesteuerten Schalter, um eine automatische Umwandlung der Leistung von Wechselstrom in Wechselstrom zu erreichen. Es bietet eine Alternative zum PWM-Spannungsgleichrichter (doppelseitig).
Matrixkonverter zeichnen sich durch sinusförmige Wellenformen aus, die die Eingangs- und Ausgangsschaltfrequenzen anzeigen. Die bidirektionalen Schalter ermöglichen einen steuerbaren Leistungsfaktoreingang. Darüber hinaus sorgt das Fehlen von Zwischenkreisen für ein kompaktes Design. Der Nachteil von Matrixkonvertern besteht darin, dass ihnen bilaterale Schalter fehlen, die vollständig gesteuert werden und bei hohen Frequenzen arbeiten können. Das Spannungsverhältnis von Ausgang zu Eingangsspannung ist begrenzt.
Es gibt drei Methoden zur Steuerung des Matrixkonverters:
- Raumvektormodulation
- Pulsweitenmodulation
- Venturi - Analyse der Funktionsübertragung
Die Matrixkonverterschaltung
Das folgende Diagramm zeigt einen einphasigen Matrixkonverter.
Es enthält vier bidirektionale Schalter, wobei jeder Schalter sowohl Vorwärtssperr- als auch Rückwärtsspannung leiten kann.
Raumvektormodulation (SVM)
SVM bezieht sich auf eine Methode eines Algorithmus, der zur Steuerung der PWM verwendet wird. Es werden Wechselstromwellenformen erzeugt, die Wechselstrommotoren mit verschiedenen Drehzahlen antreiben. Bei einem Drehstromwechselrichter mit Gleichstromversorgung sind seine drei Hauptzweige am Ausgang mit einem Drehstrommotor verbunden.
Die Schalter sind unter Kontrolle, um sicherzustellen, dass nicht zwei Schalter im selben Zweig gleichzeitig eingeschaltet sind. Gleichzeitige EIN-Zustände können zu einem Kurzschluss der Gleichstromversorgung führen. Dies führt zu acht Schaltvektoren, wobei zwei Null sind und sechs aktive Vektoren zum Schalten sind.