周威熙，耿 强，周湛清

(天津工业大学电气工程与自动化学院，天津300387)

1 引言

双级矩阵变换器(Two-Stage Matrix Converter，TSMC)具有输入输出波形正弦、能量双向流动、输入功率因数可控、结构紧凑等特点，近年来受到越来越多的关注。目前已经在调速驱动、电源、风能转换系统、柔性交流传动系统等领域得到了广泛的应用。

其拓扑结构可分为整流级和逆变级，结构中存在直流链路，相比于传统的交直交变频器，没有中间直流储能元件，减小了系统的体积和重量，提高了系统的可靠性并延长了寿命[1-5]。这在对变频器体积要求严格的航空航天、军事装备、安全需求高的独立电力等领域具有很大的优势。

双级矩阵变换器的调制策略有载波调制以及空间矢量脉宽调制(Space vector pulse width modulation，SVPWM)等调制策略。文献[6-7]提出载波调制的开关状态由载波和调制波相比较而获取，但所需的载波和调制波的合成较为复杂，且在调制度较高的情况下，上述策略会出现调制波部分缺失的情况，从而影响输入、输出电流波形的质量。文献[8-12]提出将整流级和逆变级分别进行空间矢量调制，然后两级之间再采取协调控制，实现输入输出电流和电压波形的正弦，其调制策略更易于实现和理解。

由于双级矩阵变换器没有中间直流储能元件，所以直流母线的电压会发生较大的波动，易对逆变级的输出波形造成影响。为减小直流母线电压波动对输出波形的影响，文献[13]提出在直流母线上加入大容量的电容，文献[14]提出在整流级和逆变级之间串联改进的Boost变换器，上述方法都取得了一定的改善效果，但存在系统调制复杂、可靠性差和增加系统成本的缺点。……