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矩陣變換器基礎理論 版權信息
- ISBN：9787030746740
- 條形碼：9787030746740 ; 978-7-03-074674-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
矩陣變換器基礎理論 內容簡介
本書從矩陣變換器的拓撲結構、調制策略以及穩定性分析三個方面進行論述。在拓撲結構方面，結合具體應用需求，詳細介紹了擴大輸入無功能力的雙級矩陣變換器、提高系統功率密度的有源三次諧波注入型矩陣變換器、適用于中高壓大功率應用場合的中高壓多電平矩陣變換器；在調制策略方面，介紹了常用的矩陣變換器調制策略，如空間矢量調制策略、載波調制策略、數學構造法和預測控制，在此基礎上，闡述了一系列優化性能的調制策略，主要包括輸入不平衡下的控制方法、過調制策略、共模電壓抑制方法、輸入無功功率擴展方法等；在穩定性分析方面，揭示了矩陣變換器不穩定根源，介紹了統一的基于構造的穩定化方法。
矩陣變換器基礎理論 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 矩陣變換器的研究背景 1
1.2 矩陣變換器的發展概述 3
1.3 矩陣變換器的工業化進程 10
1.4 本書主要內容 12
參考文獻 12
第2章 矩陣變換器的基本原理與調制策略 23
2.1 矩陣變換器的基本原理 23
2.1.1 矩陣變換器基本拓撲 23
2.1.2 矩陣變換器數學描述 24
2.2 矩陣變換器的調制策略 27
2.2.1 虛擬整流-虛擬逆變思想 27
2.2.2 間接空間矢量調制策略 30
2.2.3 載波調制策略 34
2.2.4 數學構造法 36
2.2.5 預測控制策略 41
2.3 雙級矩陣變換器的非線性分析和補償策略 44
2.3.1 非線性來源分析 45
2.3.2 修正的載波調制策略 48
2.3.3 分配因子選取策略 50
2.3.4 非線性補償 51
2.3.5 實驗驗證 52
2.4 本章小結 54
參考文獻 55
第3章 輸入不平衡下的矩陣變換器調制和控制方法 57
3.1 輸入不平衡對系統的影響 57
3.2 基于數學構造法的不平衡調制策略 59
3.2.1 調制策略Ⅰ 60
3.2.2 調制策略Ⅱ 61
3.2.3 調制策略Ⅲ 63
3.2.4 三種調制策略的比較 63
3.2.5 仿真驗證 64
3.3 基于預測控制的不平衡控制策略 70
3.3.1 參考電網電流計算 71
3.3.2 輸入側電壓估計 72
3.3.3 FCS-MPC策略 73
3.3.4 實驗驗證 74
3.4 本章小結 79
參考文獻 80
第4章 矩陣變換器電壓傳輸比特性及其提高方法 82
4.1 矩陣變換器電壓傳輸比特性分析 82
4.2 基于空間矢量的過調制策略 86
4.2.1 整流級調制 86
4.2.2 逆變級調制 87
4.2.3 實驗驗證 92
4.3 基于預測控制的過調制策略 93
4.3.1 方案實施步驟 93
4.3.2 仿真和實驗驗證 94
4.4 其他提高電壓傳輸比的方案 100
4.4.1 反向功率運行方案 100
4.4.2 改進拓撲方案 101
4.5 本章小結 103
參考文獻 103
第5章 矩陣變換器共模電壓抑制方法 105
5.1 共模電壓產生機理 106
5.1.1 共模電壓對電機的影響 106
5.1.2 矩陣變換器的共模電壓分析 107
5.2 雙級矩陣變換器共模電壓抑制策略 110
5.2.1 改進空間矢量調制策略Ⅰ 110
5.2.2 改進空間矢量調制策略Ⅱ 111
5.3 單級矩陣變換器共模電壓抑制策略 114
5.3.1 旋轉矢量調制策略 114
5.3.2 基于預測控制的共模電壓抑制策略 118
5.4 實驗驗證 121
5.5 本章小結 126
參考文獻 127
第6章 矩陣變換器輸入無功功率擴展方法 129
6.1 矩陣變換器無功功率描述 129
6.2 單級矩陣變換器輸入無功功率擴展方法 131
6.2.1 擴展無功功率調制策略描述 132
6.2.2 擴展無功功率調制策略的無功功率分析 136
6.2.3 實驗驗證 139
6.3 雙級矩陣變換器輸入無功功率擴展方法 142
6.3.1 傳統空間矢量調制策略的無功功率分析 142
6.3.2 擴展無功功率調制策略原理 144
6.3.3 擴展無功功率調制策略的無功功率控制能力分析 156
6.3.4 實驗驗證 158
6.4 擴大輸入無功功率的改進雙級矩陣變換器 160
6.4.1 拓撲結構及運行機理 161
6.4.2 調制策略及無功分析 163
6.4.3 實驗驗證 169
6.5 本章小結 172
參考文獻 173
第7章 矩陣變換器系統穩定性分析及穩定化方法 174
7.1 穩定性問題分析 175
7.1.1 矩陣變換器系統建模 175
7.1.2 開環調制 176
7.1.3 閉環調制 177
7.2 基于構造的穩定化方法 178
7.2.1 不穩定性根源分析 179
7.2.2 電動模式下的構造法 181
7.2.3 發電模式下的構造法 185
7.2.4 兼顧兩種模式的構造法 186
7.2.5 從構造觀點看已有方法 188
7.3 實驗驗證 190
7.4 本章小結 192
參考文獻 192
第8章 混合有源三次諧波注入型矩陣變換器 194
8.1 SWISS矩陣變換器 194
8.1.1 拓撲結構 194
8.1.2 工作原理 195
8.1.3 調制策略 198
8.1.4 實驗驗證 202
8.2 H3I矩陣變換器 205
8.2.1 拓撲結構 205
8.2.2 工作原理 206
8.2.3 調制策略 207
8.2.4 三次諧波注入電路的設計與控制 211
8.2.5 輸入輸出特性分析 219
8.2.6 實驗驗證 223
8.3 三電平T型間接矩陣變換器 226
8.3.1 拓撲結構 226
8.3.2 調制策略 227
8.3.3 中性點電位平衡控制 231
8.3.4 實驗驗證 234
8.3.5 3LT2IMC與H3I矩陣變換器的對比 236
8.4 三電平三次諧波注入型矩陣變換器 240
8.4.1 拓撲結構 240
8.4.2 調制策略 241
8.4.3 中性點電壓平衡控制 243
8.4.4 輸入側電流分析 245
8.4.5 實驗驗證 246
8.5 基于H3I矩陣變換器的多驅動系統 251
8.5.1 工作原理 251
8.5.2 協同控制下的DPWM策略 252
8.5.3 實驗驗證 255
8.6 本章小結 260
參考文獻 261
第9章 中高壓多電平矩陣變換器 263
9.1 中高壓矩陣變換器概述 263
9.2 二極管箝位型多電平矩陣變換器 266
9.2.1 拓撲結構 266
9.2.2 載波調制策略 267
9.2.3 輸入側電流分析 269
9.2.4 實驗驗證 271
9.3 多模塊矩陣變換器 275
9.3.1 拓撲結構 275
9.3.2 基于數學構造法的調制策略 276
9.3.3 載波調制策略 288
9.3.4 實驗驗證 296
9.4 本章小結 306
參考文獻 307
第10章 其他衍生類矩陣變換器及其應用 309
10.1 三相-五相單級矩陣變換器 309
10.1.1 拓撲結構 309
10.1.2 基于數學構造法的調制策略 309
10.1.3 仿真驗證 316
10.2 三相-五相雙級矩陣變換器 317
10.2.1 拓撲結構 317
10.2.2 載波調制策略及其共模電壓分析 317
10.2.3 基于載波調制的共模電壓抑制策略 320
10.2.4 仿真驗證 323
10.3 雙級四腳矩陣變換器 325
10.3.1 拓撲及基本調制策略 325
10.3.2 基于馬爾可夫鏈的優化隨機載波調制策略 327
10.3.3 閉環控制策略 331
10.3.4 仿真驗證 337
10.4 基于逆疏松矩陣變換器的風力發電系統 346
10.4.1 系統配置 346
10.4.2 網側穩態潮流分析 346
10.4.3 無風速檢測MPPT 348
10.4.4 系統控制 349
10.4.5 仿真驗證 351
10.5 本章小結 353
參考文獻 354
前言
第1章 緒論 1
1.1 矩陣變換器的研究背景 1
1.2 矩陣變換器的發展概述 3
1.3 矩陣變換器的工業化進程 10
1.4 本書主要內容 12
參考文獻 12
第2章 矩陣變換器的基本原理與調制策略 23
2.1 矩陣變換器的基本原理 23
2.1.1 矩陣變換器基本拓撲 23
2.1.2 矩陣變換器數學描述 24
2.2 矩陣變換器的調制策略 27
2.2.1 虛擬整流-虛擬逆變思想 27
2.2.2 間接空間矢量調制策略 30
2.2.3 載波調制策略 34
2.2.4 數學構造法 36
2.2.5 預測控制策略 41
2.3 雙級矩陣變換器的非線性分析和補償策略 44
2.3.1 非線性來源分析 45
2.3.2 修正的載波調制策略 48
2.3.3 分配因子選取策略 50
2.3.4 非線性補償 51
2.3.5 實驗驗證 52
2.4 本章小結 54
參考文獻 55
第3章 輸入不平衡下的矩陣變換器調制和控制方法 57
3.1 輸入不平衡對系統的影響 57
3.2 基于數學構造法的不平衡調制策略 59
3.2.1 調制策略Ⅰ 60
3.2.2 調制策略Ⅱ 61
3.2.3 調制策略Ⅲ 63
3.2.4 三種調制策略的比較 63
3.2.5 仿真驗證 64
3.3 基于預測控制的不平衡控制策略 70
3.3.1 參考電網電流計算 71
3.3.2 輸入側電壓估計 72
3.3.3 FCS-MPC策略 73
3.3.4 實驗驗證 74
3.4 本章小結 79
參考文獻 80
第4章 矩陣變換器電壓傳輸比特性及其提高方法 82
4.1 矩陣變換器電壓傳輸比特性分析 82
4.2 基于空間矢量的過調制策略 86
4.2.1 整流級調制 86
4.2.2 逆變級調制 87
4.2.3 實驗驗證 92
4.3 基于預測控制的過調制策略 93
4.3.1 方案實施步驟 93
4.3.2 仿真和實驗驗證 94
4.4 其他提高電壓傳輸比的方案 100
4.4.1 反向功率運行方案 100
4.4.2 改進拓撲方案 101
4.5 本章小結 103
參考文獻 103
第5章 矩陣變換器共模電壓抑制方法 105
5.1 共模電壓產生機理 106
5.1.1 共模電壓對電機的影響 106
5.1.2 矩陣變換器的共模電壓分析 107
5.2 雙級矩陣變換器共模電壓抑制策略 110
5.2.1 改進空間矢量調制策略Ⅰ 110
5.2.2 改進空間矢量調制策略Ⅱ 111
5.3 單級矩陣變換器共模電壓抑制策略 114
5.3.1 旋轉矢量調制策略 114
5.3.2 基于預測控制的共模電壓抑制策略 118
5.4 實驗驗證 121
5.5 本章小結 126
參考文獻 127
第6章 矩陣變換器輸入無功功率擴展方法 129
6.1 矩陣變換器無功功率描述 129
6.2 單級矩陣變換器輸入無功功率擴展方法 131
6.2.1 擴展無功功率調制策略描述 132
6.2.2 擴展無功功率調制策略的無功功率分析 136
6.2.3 實驗驗證 139
6.3 雙級矩陣變換器輸入無功功率擴展方法 142
6.3.1 傳統空間矢量調制策略的無功功率分析 142
6.3.2 擴展無功功率調制策略原理 144
6.3.3 擴展無功功率調制策略的無功功率控制能力分析 156
6.3.4 實驗驗證 158
6.4 擴大輸入無功功率的改進雙級矩陣變換器 160
6.4.1 拓撲結構及運行機理 161
6.4.2 調制策略及無功分析 163
6.4.3 實驗驗證 169
6.5 本章小結 172
參考文獻 173
第7章 矩陣變換器系統穩定性分析及穩定化方法 174
7.1 穩定性問題分析 175
7.1.1 矩陣變換器系統建模 175
7.1.2 開環調制 176
7.1.3 閉環調制 177
7.2 基于構造的穩定化方法 178
7.2.1 不穩定性根源分析 179
7.2.2 電動模式下的構造法 181
7.2.3 發電模式下的構造法 185
7.2.4 兼顧兩種模式的構造法 186
7.2.5 從構造觀點看已有方法 188
7.3 實驗驗證 190
7.4 本章小結 192
參考文獻 192
第8章 混合有源三次諧波注入型矩陣變換器 194
8.1 SWISS矩陣變換器 194
8.1.1 拓撲結構 194
8.1.2 工作原理 195
8.1.3 調制策略 198
8.1.4 實驗驗證 202
8.2 H3I矩陣變換器 205
8.2.1 拓撲結構 205
8.2.2 工作原理 206
8.2.3 調制策略 207
8.2.4 三次諧波注入電路的設計與控制 211
8.2.5 輸入輸出特性分析 219
8.2.6 實驗驗證 223
8.3 三電平T型間接矩陣變換器 226
8.3.1 拓撲結構 226
8.3.2 調制策略 227
8.3.3 中性點電位平衡控制 231
8.3.4 實驗驗證 234
8.3.5 3LT2IMC與H3I矩陣變換器的對比 236
8.4 三電平三次諧波注入型矩陣變換器 240
8.4.1 拓撲結構 240
8.4.2 調制策略 241
8.4.3 中性點電壓平衡控制 243
8.4.4 輸入側電流分析 245
8.4.5 實驗驗證 246
8.5 基于H3I矩陣變換器的多驅動系統 251
8.5.1 工作原理 251
8.5.2 協同控制下的DPWM策略 252
8.5.3 實驗驗證 255
8.6 本章小結 260
參考文獻 261
第9章 中高壓多電平矩陣變換器 263
9.1 中高壓矩陣變換器概述 263
9.2 二極管箝位型多電平矩陣變換器 266
9.2.1 拓撲結構 266
9.2.2 載波調制策略 267
9.2.3 輸入側電流分析 269
9.2.4 實驗驗證 271
9.3 多模塊矩陣變換器 275
9.3.1 拓撲結構 275
9.3.2 基于數學構造法的調制策略 276
9.3.3 載波調制策略 288
9.3.4 實驗驗證 296
9.4 本章小結 306
參考文獻 307
第10章 其他衍生類矩陣變換器及其應用 309
10.1 三相-五相單級矩陣變換器 309
10.1.1 拓撲結構 309
10.1.2 基于數學構造法的調制策略 309
10.1.3 仿真驗證 316
10.2 三相-五相雙級矩陣變換器 317
10.2.1 拓撲結構 317
10.2.2 載波調制策略及其共模電壓分析 317
10.2.3 基于載波調制的共模電壓抑制策略 320
10.2.4 仿真驗證 323
10.3 雙級四腳矩陣變換器 325
10.3.1 拓撲及基本調制策略 325
10.3.2 基于馬爾可夫鏈的優化隨機載波調制策略 327
10.3.3 閉環控制策略 331
10.3.4 仿真驗證 337
10.4 基于逆疏松矩陣變換器的風力發電系統 346
10.4.1 系統配置 346
10.4.2 網側穩態潮流分析 346
10.4.3 無風速檢測MPPT 348
10.4.4 系統控制 349
10.4.5 仿真驗證 351
10.5 本章小結 353
參考文獻 354
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矩陣變換器基礎理論 節選
第1章 緒論 矩陣變換器概念自20世紀70年代提出以來，逐漸受到國內外眾多學者的廣泛關注，它是一種綠色的AC-AC變頻器，具有四象限運行、輸入輸出電流正弦、輸入功率因數可控以及無中間儲能環節等諸多優點。近年來，研究人員在矩陣變換器的拓撲結構、調制策略、換流策略、系統分析、性能改善和具體應用等方面開展了研究。本章主要介紹矩陣變換器的研究背景、發展概述和工業化進程，以及本書主要內容。 1.1 矩陣變換器的研究背景 隨著全球經濟的發展，能源的需求不斷增加，能源短缺和環境污染等問題日益嚴峻。為解決這些問題，各國政府一方面致力于能源結構的調整與優化，大力發展風能、太陽能等可再生能源以取代傳統的煤炭、石油等化石能源，科技創新使多能利用更加清潔、高效。截至2020年底，我國可再生能源累計裝機總量約占全球的三分之一。其中，風電、光伏新增裝機總量占全球一半以上。預計到2035年，可再生能源發電將提供全球33%以上的電力。與此同時，與能源相關的碳排放量也將減少，預計全球碳排放量在2030年達到峰值400億噸后將快速回落，到2050年將下降至330億噸[1]。由此可見，隨著可再生能源發電在能源結構中的占比逐步加大，能源利用終將走向清潔和可持續發展的道路。另一方面致力于改善現有用電設備的能效，提高電能的利用率。據文獻[2]統計，我國電機的耗電量占總耗電量的60%以上，而工業電機耗電量約占工業部門總耗電量的75%。若電機能效提高1個百分點，則每年可節約電量約260億度；若電機系統效率提升5～8個百分點，則每年節約的電量相當于2或3個三峽水電站的發電量。電機耗電量基數大，因此電機系統的節能提效是工業節能的關鍵。從具體國情來看，我國電機能效平均水平比國外低3～5個百分點，電機系統效率比國外先進水平低10～20個百分點，我國的工業節能任重而道遠。 無論是可再生能源發電，還是電機系統節能，都離不開功率變換器[3]。以風力發電為例，無論是雙饋感應風力發電系統，還是永磁直驅風力發電系統，變頻器均為實現能量轉換的核心裝置。變頻器是由電力電子器件構成的一類電壓、頻率可調節的電力變換裝置，它的發展與電力電子器件的革新密切相關。*初，采用的電力電子器件主要有功率二極管、晶閘管等不控器件或半控器件，常常導致源電流總諧波畸變率（total harmonic distortion， THD）大和功率因數低，嚴重影響了電網電能質量，一般需要配備相應的濾波和補償裝置才能滿足電網電能質量的要求。絕緣柵雙極型晶體管（insulated gate bipolar transistor， IGBT）和金屬-氧化物半導體場效應晶體管（metal-oxide-semiconductor field effect transistor， MOSFET）等全控器件和高頻整流、逆變技術的出現，有效解決了電流諧波和電磁干擾對電網威脅的問題，促進了變頻器技術的迅速發展。雙脈寬調制（pulse-width modulation， PWM）變換器是一類性能優良的變頻器拓撲，廣泛應用于艦船推進、工業傳動等領域，其拓撲如圖1.1所示。根據中間儲能環節的不同，它可分為電壓型雙PWM變換器和電流型雙PWM變換器兩類。然而，這兩類雙PWM變換器都含有笨重的中間儲能環節，從而制約了系統的功率密度。此外，由電解電容構成的中間儲能環節對溫度敏感，從而降低了系統的可靠性。 矩陣變換器作為一種新型變頻器具有如下優良特征： （1）無中間儲能環節，結構緊湊； （2）能量雙向流通，可實現四象限運行； （3）正弦輸入/輸出電流； （4）輸入功率因數可控，輸出電壓幅值、頻率可控。 由此可知，矩陣變換器不僅能滿足高性能變頻器的要求，還能有效解決雙PWM變換器存在不足的問題。 1.2 矩陣變換器的發展概述 20世紀50年代就出現了利用晶閘管構成的自然換相周波變換器（naturally commutated cycloconverter， NCCC）來實現AC-AC變頻功能。為解決自然換相周波變換器輸出頻率范圍小的問題，又出現了強迫換相周波變換器（forced commutated cycloconverter， FCCC），但它需要外部輔助換流電路，體積較大。1959年Blake等[4]和1960年西屋電氣公司的Jessee[5]分別在其專利中提出利用全控型雙極結型晶體管（bipolar junction transistor， BJT）替代FCCC中的晶閘管，取消了外部輔助換流電路。1967年，西屋電氣公司的Gyugyi等[6]提出了一種適用于FCCC的輸出電壓頻率和幅值的控制方法，克服了原有FCCC輸出電壓幅值不可控的缺點，形成了矩陣變換器的雛形。1970年，Gyugyi[7]在其博士論文中形成了矩陣變換器思想雛形。1976年，Gyugyi等[8]在其專著Static Power Frequency Changers: Theory， Performance and Applications中系統地介紹了靜態功率變頻器，提出了矩陣變換器的概念，但由于受到當時電力半導體器件的限制，矩陣變換器的研究還局限于理論探索階段，未引起業界的廣泛關注。1980年前后，意大利學者Venturini[9]和Alesina等[10]從高頻合成角度闡述了矩陣變換器的基本原理，提出了直接開關函數法，首次實現了矩陣變換器原型樣機。不過，當時矩陣變換器的*大電壓傳輸比（voltage transfer ratio， VTR）僅為0.5，直到1989年，Alesina等[11]通過注入三次諧波的方法將*大電壓傳輸比提高到了0.866。此后，矩陣變換器逐漸受到國內外眾多學者的廣泛關注，相關研究人員在矩陣變換器的拓撲結構、調制策略、換流策略、穩定性分析、性能優化和應用領域等方面取得了長足進展。 1.拓撲結構 矩陣變換器系統結構主要由三相電源、LC濾波器、開關網絡和負載組成，其示意圖如圖1.2所示。 根據矩陣變換器的結構分類，通常可劃分為直接矩陣變換器（direct matrix converter， DMC）和間接矩陣變換器（indirect matrix converter， IMC）兩類[12-14]。其中，*具有代表性的兩種拓撲結構分別如圖1.3和圖1.4所示，二者在功能上基本一致，但在一些具體性能（效率、共模電壓和無功功率范圍等）和實現方式（調制策略和換流方法等）等方面存在差異。 直接矩陣變換器，也稱為單級矩陣變換器，由9個雙向開關組成，每相輸出均通過3個雙向開關與三相輸入電源相連[12]。每個雙向開關都有雙向導通和雙向關斷的能力，為滿足輸入側不能短路和輸出側不能開路的約束條件，需采用合適的換流技術[15-21]保證系統的安全運行。 間接矩陣變換器與雙PWM變換器在結構上有一定的相似性，存在物理上的中間直流環節，但不需要中間儲能環節[12，13]。間接矩陣變換器也稱為雙級矩陣變換器，它在結構上可分解為兩部分：電流源型整流器和電壓源型逆變器。因此，可方便地借鑒現有成熟的整流器和逆變器的調制策略，實現AC-AC變頻的目的[14]。在間接矩陣變換器拓撲的基礎上，還衍生了一系列減少開關的矩陣變換器拓撲[22]，包括稀疏矩陣變換器、常稀疏矩陣變換器和超稀疏矩陣變換器等。開關數目的減少降低了系統成本，但也會限制矩陣變換器的部分功能，例如，超稀疏矩陣變換器無法實現能量雙向流動，而且其負載阻抗角也受到了限制。 除了以上矩陣變換器拓撲，針對某些特殊應用需求，研究人員還衍生出了大量新型矩陣變換器拓撲，其結構分類示意圖如圖1.5所示，如提高輸入無功功率能力的新型間接矩陣變換器[23]，為不平衡負載供電的單級、雙級四腳矩陣變換器[24，25]，有源三次諧波注入式矩陣變換器[26]，以及AC-DC矩陣變換器或三相-單相矩陣變換器[27，28]等。 矩陣變換器的*大線性電壓傳輸比僅為0.866，嚴重限制了其應用范圍。為了解決電壓傳輸比受限問題，研究人員提出了一系列升壓型矩陣變換器拓撲[29-34]。例如，利用間接矩陣變換中間直流環節的靈活性特點，在整流側和逆變側串入H橋電路，從而形成具有一定升壓能力的混合矩陣變換器結構[29]；采用Z源逆變器取代間接矩陣變換器的逆變級[30，31]或者在矩陣變換器的交流側串入Z源阻抗網絡[32-34]，從而形成具有升壓能力的Z源矩陣變換器。 在間接矩陣變換器基礎上結合多電平技術可實現矩陣變換器的多電平化。例如，將間接矩陣變換器逆變側的兩電平逆變器用中性點箝位型逆變器取代，從而形成一種三電平矩陣變換器拓撲[35]；在逆變端添加一橋臂，并將該橋臂和濾波電容中性點連接，從而形成一種減少開關數目的三電平矩陣變換器拓撲[36]。此外，將間接矩陣變換器的整流器級聯，再結合電平數匹配的中性點箝位型逆變器，可靈活構建任意電平的通用多電平矩陣變換器拓撲[37]。 2.調制策略 調制策略直接影響功率變換器的輸入波形質量、輸出波形質量、能量轉換效率、共模電壓、輸入端無功補償能力和器件損耗分布等基本性能指標。矩陣變換器的調制策略主要有直接開關函數法[11]、雙電壓合成調制策略[38-41]、直接空間矢量調制策略[42]、間接空間矢量調制策略[12]、載波調制（carrier-based modulation， CBM）策略[43]、基于數學構造法的調制策略[44]和預測控制策略[45-48]等。 直接開關函數法是被*早提出的矩陣變換器調制策略，該方法提出之初*大電壓傳輸比為0.5[11]。之后，通過注入三次諧波的方法將*大電壓傳輸比提高到了0.866。直接開關函數法是基于輸入、輸出電壓或者電流之間的關系，結合約束條件直接構造出來的一種開關函數矩陣。雙電壓合成調制策略是Ishiguro等[38]提出的一種調制策略，該策略*大的特點是具有抵御輸入電網電壓不平衡影響的能力，因而受到廣泛關注。例如，哈爾濱工業大學的陳希有等[39]、南京航空航天大學的穆新華等[40]均對雙電壓合成調制策略進行了深入研究。后來的研究證明，雙電壓合成調制策略和空間矢量調制（space vector modulation， SVM）策略具有等價性，二者之間沒有本質區別，通過合理地安排開關順序，其調制效果可完全相同[41]。間接空間矢量調制策略是由Huber等[12]提出的一種調制策略，其基本思想是：首先將矩陣變換器分解為虛擬電流型整流器與虛擬電壓型逆變器，然后分別采用成熟的空間矢量調制策略，*后將相應的開關狀態等效到矩陣變換器上，從而實現矩陣變換器的調制。通用調制技術是Casadei等[42]提出的一種基于空間矢量描述的矩陣變換器調制策略。該策略給出了矩陣變換器的開關函數矩陣的通解，不僅具有通用性，還具有明顯的幾何意義。Yoon等[43]提出了一種矩陣變換器載波調制策略，其關鍵在于特定載波的生成和偏置電壓的選取。基于數學構造法的調制策略[44]是一類通用調制策略，其基本思想是將調制問題轉化為帶約束條件的代數方程求解問題。基于奇異值分解的通用調制策略[45]也是一類通用調制策略，通過適當地選取參數，可涵蓋諸多已有的經典調制策略。 文獻[46]提出了一種基于預測控制思想的矩陣變換器調制策略。它將矩陣變換器的開關狀態作為控制輸入，將輸入端功率因數誤差和輸出電流誤差通過加權構成目標函數，然后遍歷所有可能且合理的開關狀態組合，找出目標函數*小對應的開關狀態。該方法事實上將矩陣變換器的調制問題轉化為一個純粹的優化控制問題。其優點是簡單、靈活，無須理解矩陣變換器的內在工作原理；缺點是因約束過強導致系統穩態性下降，
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