求解主電路占空比

　　輸出部分的主電路與通常產(chǎn)業(yè)用途使用的電壓型轉(zhuǎn)換器具有相同的工作方式。因此，控制起來(lái)比較簡(jiǎn)單。然而，作為輸入部分整流器的控制結(jié)果，直流電壓edc中紋波成分會(huì)出現(xiàn)重疊。

圖6：假想的直流元件中的電流及電壓波形

　　由于假想的直流元件中不存在電解電容器等能量緩沖器，因而會(huì)出現(xiàn)脈動(dòng)的電流及電壓波形。電流與電壓中分別承載的紋波成分呈相反方向的關(guān)系。

　　圖6為直流電壓?jiǎn)挝恢芷诘钠骄ㄐ我约爸绷麟娏鲉挝恢芷诘钠骄ㄐ?。如?相交流輸出電力為對(duì)稱3相正弦波，則有效電力保持恒定，因此，直流電壓與直流電流的乘積也保持恒定。也就是說(shuō)，直流電壓與直流電流中會(huì)重疊出現(xiàn)形狀對(duì)稱的紋波成分。主電路必須對(duì)這種紋波成分導(dǎo)致的電壓變動(dòng)部分進(jìn)行補(bǔ)償。直流電壓e_dc與交流入輸出電壓各個(gè)相之間的關(guān)系如公式（18）所示。

　　位于右項(xiàng)分母中的u_t為紋波成分，可以看出，直流電壓e_dc中電壓變動(dòng)部分得到了補(bǔ)償。如果在X區(qū)域及Y區(qū)域中將公式（18）的原理用于3相交流輸入電壓的值及值，則可得到公式（19）及公式（20）。

　　為了防止短路，構(gòu)成主電路的各開(kāi)關(guān)元件的占空比會(huì)受到公式（21）的限制。

　　如果考慮到公式（21），則主電路各開(kāi)關(guān)元件的占空比可用公式（22）來(lái)表示

　　因此，各開(kāi)關(guān)元件的占空比、直流電壓及輸出電壓指令之間的關(guān)系，如公式（23）所示。

　　合成控制脈沖信號(hào)

　　假想間接方式將矩陣式轉(zhuǎn)換器分成整流器及主電路，據(jù)此計(jì)算開(kāi)關(guān)元件的占空比。因此，計(jì)算過(guò)程比AC直接方式更簡(jiǎn)單。然而，要想得到各開(kāi)關(guān)元件的控制脈沖信號(hào)，必須進(jìn)行信號(hào)合成。

　　信號(hào)合成的實(shí)現(xiàn)方法有兩種。一種是利用占空比進(jìn)行合成的方法。另一種方法是，在整流器及主電路中各自由占空比生成控制脈沖信號(hào)，然后合成這兩種信號(hào)。由于后者可通過(guò)FPGA等輕而易舉地執(zhí)行，因此，在運(yùn)算量上占優(yōu)勢(shì)。然而，這種方法也有缺點(diǎn)。例如，如果位于主電路上側(cè)或者下側(cè)的3個(gè)開(kāi)關(guān)元件同時(shí)“開(kāi)”，則會(huì)出現(xiàn)直流電流為零的時(shí)段，因此，各個(gè)相的輸入電流便會(huì)出現(xiàn)不平衡。于是，為了防止這種不平衡的發(fā)生，必須針對(duì)各個(gè)相的輸入電壓均衡地配置零電壓發(fā)生的時(shí)段。這種設(shè)定極為復(fù)雜。

　　而利用占空比進(jìn)行合成的方法盡管運(yùn)算量較大，但卻不必考慮整流器及主電路中控制脈沖信號(hào)的發(fā)生時(shí)間。因此，能夠比較容易地求出控制脈沖信號(hào)。本文將介紹利用占空比進(jìn)行合成的方法。

　　正如在本文的前半部分提到的那樣，構(gòu)成矩陣式轉(zhuǎn)換器的9個(gè)開(kāi)關(guān)元件的占空比與交流入輸出電壓之間的關(guān)系可以用公式（1）來(lái)表示。另外，在假想間接方式下分割出的2條電路——整流器與主電路的輸入輸出電壓的關(guān)系可以用公式（10）及公式（22）來(lái)表示。這樣一來(lái)，即可由這3個(gè)公式，導(dǎo)出矩陣式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓等于假想間接方式下的輸出電壓的關(guān)系式——公式（24）。

　　如果著眼于開(kāi)關(guān)元件的占空比對(duì)公式（24）加以整理，則可得到公式（25）。這就是假想間接方式下的占空比指令。

　　下一回將介紹利用占空比指令來(lái)求出控制脈沖信號(hào)的方法。這種方法也可使用在AC直接方式下通過(guò)公式（9）求出的占空比指令。