0 导言
现在关于交交变频技能的研讨首要会集在三相—三相交交变频电路拓扑，但随着工业运用的开展三相—单相交交变频电路，特别是矩阵式三相—单相交交变频电路的研讨逐步遭到人们的注重。其运用首要有以下几个方面，一个是小功率变频电源，这方面的运用会越来越广泛;另一个是能够经过三组模块化的三相—单相交交变频电路来完成三相—三相交交变频，文献[3]在这方面做了有利的测验。
1 传统三相—单相交交变频电路
以下别离介绍传统三相—单相交交变频电路的电路结构、作业原理、操控战略及电路特色。
1.1 传统三相—单相交交变频电路的电路构成
传统三相—单相交交变频电路由P 组和N组反并联的晶闸管变流电路构成，和四象限变流电路相同，如图1所示。
1.2 传统三相—单相交交变频电路的作业原理
P 组作业时，负载电流i0为正，N 组作业时，为负;两组变流器按必定的频率替换作业，负载就得到该频率的沟通电;人为地改动切换频率，就可改动输出沟通电的交变频率棕0;改动变流电路的操控角琢，就能够改动沟通输出电压幅值。为使输出沟通电u0波形挨近正弦，可按正弦规矩对琢角进行调制，在半个周期内让P 组的琢角按正弦规矩从90°减到0°或从某个值，再增加到90°，每个操控距离内的均匀输出电压就按正弦规矩从零增至最高，再减到零，如图2 所示。u0由若干段电源电压拼接而成，在u0 一个周期内，包括的电源电压段数越多，其波形就越挨近正弦波。
1.3 传统三相—单相交交变频电路的操控战略[1]
传统三相—单相交交变频电路的操控战略首要有两种，一种是余弦交截法，这是最根本的、广泛运用的办法;另一种是规矩采样法，这种办法运用的相对较少。
1.3.1 余弦交截法
用一系列余弦同步电压波和模拟量基准电压波的交点去决议整流器中相应晶闸管的操控角的办法称为余弦交截法。
其根本完成思路可表明如下：
1.3.2 规矩采样法
余弦交截法操控的交交变频器中的晶闸管的开关时间取决于给定波的离散采样值，这种采样办法一般称为天然采样。它的特色是各采样点之间的时间距离是不相等的，并且交交变频器的换相时间就发生在采样瞬间。而规矩采样规则不同，其完成办法是在余弦同步波的每个开始时间对给定基准波采样，这些采样值在同步波继续的时间内坚持不变，将这些采样值与余弦同步波比较较，采样值与余弦同步波的相交时间便是交交变频器的换相时间。可见，规矩采样法的特色是采样点之间的时间距离是相同的，即采样的时间是规矩的，可是交交变频器的换相时间却发生在采样时间之后。
在必定条件下，规矩采样法不光能够削减输出波形中的谐波含量，改善输出特性，并且便于计算机完成，因而具有算法简略的特色。
1.4 传统三相—单相交交变频电路的特色[1]
传统三相—单相交交变频电路的特色许多，归纳起来首要有以下几点。
1)输出频率增高时，输出电压一周期所含电网电压段数削减，波形畸变严峻，电压波形畸变及其导致的电流波形畸变和转矩脉动是束缚输出频率进步的首要因素。电网频率为50 Hz时，交交变频电路的输出上限频率约为20 Hz。
2)输入电流相位滞后于输入电压，需求电网供给无功功率;一周期内，琢角以90°为中心改变，半周期内琢的均匀值越接近90°，负载功率因数越低，输入功率因数也越低。
3)输出电压谐波频谱非常复杂，既和电网频率以及变流电路的脉波数有关，也和输出频率有关。
4)输入电流波形和可控整流电路的输入波形相似，但其幅值和相位均按正弦规矩被调制。
2 矩阵式三相—单相交交变频电路
近年来人们重视的是矩阵式三相—三相交交变频电路的研讨，但随着工业运用的开展，关于矩阵式三相—单相交交变频电路的研讨将愈来愈遭到重视。所谓矩阵式三相—单相交交变频电路指的是使用矩阵改换器直接完成三相到单相的改换，而不需求中心直流储能环节，电路结构紧凑，体积小。
2.1 矩阵式三相—单相交交变频电路的结构[4][5]
矩阵式三相—单相交交变频电路的拓扑结构首要有三种：带中性线的矩阵式三相—单相交交变频电路(如图3 所示)、不带中性线的矩阵式三相—单相交交变频电路(如图4 所示)和改善的矩阵式三相—单相交交变频电路(如图5所示)。
图3中的开关均为双向开关，其内部结构已在图3中示出。带中性线的矩阵式三相—单相交交变频电路包括有三个双向开关S1、S2和S3，这种电路实际上是3×1的矩阵改换器，共有8种开关状况，可是依据输入端不能短路输出端不能开路的准则，能够确认该拓扑的有用开关状况为3 种。不带中性线的矩阵式三相—单相交交变频电路包括有6个双向开关S11、S12、S21、S22、S31和S32，这种电路实际上是3×2 的矩阵改换器，共有64 种开关状况，可是依据输入端不能短路输出端不能开路的准则，能够确认该拓扑的有用开关状况为6 种。而关于改善的矩阵式三相—单相交交变频电路来说，它是在不带中性线的矩阵式三相—单相交交变频电路的基础上又增加了两个双向开关SP和SN ，8 个双向开关共有256种开关状况，依据剖析其间有用的开关状况为12种。
2.2 矩阵式三相—单相交交变频电路的操控战略
矩阵式三相—单相交交变频电路和传统三相—单相交交变频电路比较有其本身的特色，因而它的操控战略也有很大的不同。关于带中性线的矩阵式三相—单相交交变频电路一般选用的操控战略有开关函数法和均匀电压法;关于不带中性线的矩阵式三相—单相交交变频电路除了能够选用开关函数法外，还能够选用空间电压矢量法;改善的矩阵式三相—单相交交变频电路也能够选用开关函数法来进行操控。
2.2.1 开关函数法[3] [7]
所谓开关函数是指在给定输入电压函数、希望输出电压函数以及束缚条件下，使电力改换器中相关的全部功率开关各自的占空比由一个连续函数或分段连续函数来表明，使用准确的数学界说来确认开关的具体动作，使改换概念愈加明晰。开关函数法具体的原理，在文献[3]中作了具体的论述，关于不带中性线的矩阵式三相—单相交交变频电路，其低频开关函数矩阵有3种，如式(5)。
