矩陣變換器,也稱矩陣式變換器,是一種功率變換器,是新型交流-交流電力參數變換裝置,可以變換幅值、頻率、相位、相數、相序等,是一種研究熱度高的功率變換器,應用前景廣闊。
在交流系統中,通常采用交-直-交變頻器來進行功率變換,但其電流波形失真度大、功率因數低。隨著電網接入的電力設備、電子設備數量不斷增加,畸變電流對電網電能質量污染愈發嚴重,因此矩陣變換器受到關注。根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2030年中國矩陣變換器行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,矩陣變換器優點眾多,包括輸入輸出電流為正弦、輸入功率因數可調、輸出電壓可調、可以四象限運行、無需中間儲能環節、能量雙向傳遞、結構簡單緊湊等。
早期,矩陣變換器的控制策略主要包括直接變換法、電流跟蹤法、間接變換法等類型,這些控制策略各有優缺點,之后又開發出直接傳遞函數法、雙電壓控制法等策略,現階段,矩陣變換器的控制策略還在不斷更新優化。
矩陣變換器可以廣泛應用在數控機床、機器人、礦山設備、工程機械、風力發電、光伏發電、儲能、電網、汽車、軌道交通、船舶等眾多領域。矩陣變換器用于數控機床、工業機器人等工業設備制造領域,可以應用在高精度運動控制環節中,提供靈活的頻率與電壓調節;在交通運輸領域,矩陣變換器可用于電動汽車、軌道交通、船舶等交通工具的電機驅動系統、牽引系統、電力推進系統制造中。
風力發電是新能源發電重要分支之一,全球裝機容量持續增大。矩陣變換器可以應用在風力發電系統中,連接發電機與電網,目的是使發電機產生恒頻電能傳輸至電網。與傳統的交-直-交變頻器相比,矩陣變換器憑借功率因數高、控制能力強、無低次諧波、無需儲能電容等優點,不再需要采用濾波裝置與無功補償裝置,特別適合應用在風電機組中。
新思界
行業分析人士表示,我國矩陣變換器相關研究機構主要有清華大學、天津大學、湘潭大學、中南大學、南京航空航天大學、西安交通大學、哈爾濱工業大學等。我國矩陣變換器研究技術還在不斷進步,2025年4月,南京英飛源技術有限公司公開了一項名為“8518.安全下電控制方法、矩陣型變換器及裝置”的專利,可以避免因電流驟然中斷導致的電壓尖峰問題,能夠保障矩陣型變換器及其相關器件的安全性和穩定性。
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