矩阵变换器,也称矩阵式变换器,是一种功率变换器,是新型交流-交流电力参数变换装置,可以变换幅值、频率、相位、相数、相序等,是一种研究热度高的功率变换器,应用前景广阔。
在交流系统中,通常采用交-直-交变频器来进行功率变换,但其电流波形失真度大、功率因数低。随着电网接入的电力设备、电子设备数量不断增加,畸变电流对电网电能质量污染愈发严重,因此矩阵变换器受到关注。根据新思界产业研究中心发布的
《2025-2030年中国矩阵变换器行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,矩阵变换器优点众多,包括输入输出电流为正弦、输入功率因数可调、输出电压可调、可以四象限运行、无需中间储能环节、能量双向传递、结构简单紧凑等。
早期,矩阵变换器的控制策略主要包括直接变换法、电流跟踪法、间接变换法等类型,这些控制策略各有优缺点,之后又开发出直接传递函数法、双电压控制法等策略,现阶段,矩阵变换器的控制策略还在不断更新优化。
矩阵变换器可以广泛应用在数控机床、机器人、矿山设备、工程机械、风力发电、光伏发电、储能、电网、汽车、轨道交通、船舶等众多领域。矩阵变换器用于数控机床、工业机器人等工业设备制造领域,可以应用在高精度运动控制环节中,提供灵活的频率与电压调节;在交通运输领域,矩阵变换器可用于电动汽车、轨道交通、船舶等交通工具的电机驱动系统、牵引系统、电力推进系统制造中。
风力发电是新能源发电重要分支之一,全球装机容量持续增大。矩阵变换器可以应用在风力发电系统中,连接发电机与电网,目的是使发电机产生恒频电能传输至电网。与传统的交-直-交变频器相比,矩阵变换器凭借功率因数高、控制能力强、无低次谐波、无需储能电容等优点,不再需要采用滤波装置与无功补偿装置,特别适合应用在风电机组中。
新思界
行业分析人士表示,我国矩阵变换器相关研究机构主要有清华大学、天津大学、湘潭大学、中南大学、南京航空航天大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学等。我国矩阵变换器研究技术还在不断进步,2025年4月,南京英飞源技术有限公司公开了一项名为“8518.安全下电控制方法、矩阵型变换器及装置”的专利,可以避免因电流骤然中断导致的电压尖峰问题,能够保障矩阵型变换器及其相关器件的安全性和稳定性。
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