半导体开关的矩阵机构若替代常用AC驱动中的整流器和DC的连接，会有怎样的效果呢？

      AC变速驱动流行于70年代，运行的基本模式至今几乎没有什么变动。AC输入由二极管桥整流，产生DC，然后DC进入输出桥，产生AC输出驱动电机。驱动的AC输出的频率和电压不断受控制回路的调节，因而电机提供所需要的速度和转矩。

      但是，这种方法也有一定的缺陷，例如，整流系统会产生高压谐波，功率因素的表现也差强人意。

      此外，在整流器和输出桥之间的的DC连接，需要使用大容量的电解电容。不仅会占用空间，也会对驱动的有效寿命产生影响，因为随着时间的流逝，电容容量会逐渐减小控制工程网版权所有，特别是在高温环境中运行时。

      在常用的设计中，会采用输入和电机之间的连接的方法，能量来从电机到通过特殊的变频器供给，但这种方法比较昂贵。总

       矩阵变频

      所有的这些缺点控制工程网版权所有，都能采用矩阵变频方法克服。大体上来说www.cechina.cn，这项新的技术比较简单。

      驱动输入的三个相与电机直接相连，并通过一个矩阵双向半导体开关。通过正确的排列这些开关的运行，输出的电压和频率能得到精确的控制。

     注意到，在设计功率部分时有了较大的改变。控制回路装置事实上不受影响，例如，允许采用当今的矢量控制方法。

      新一代的排列方式采用矩阵变频驱动，以改变整流器系统和DC连接。由于没有整流器，矩阵变频驱动产生非常低的谐波控制工程网版权所有，通常小于8％，相比于传统驱动的类似的功率因素时。 而且，通过设计完善的开关算法，使驱动的功率因素相近，不考虑电机负载。

      没有DC连接，矩阵变频驱动不需要大容量电解电容，所以，更可靠，使用寿命也更长，特别是在恶劣的运行环境中。

      还有一点值得注意的是，矩阵变频阵列能提供从电机到输入的反馈能量，双向的开关，也允许功率从这个方向进行。

     这也就意味着，有效的运行能在所有四个象限表现良好，能显著降低能源消耗，特别是在应用中，如起重应用种，驱动中占很大比例的时间制动。而且，大容量的制动电阻器不再需要，节约了空间，并降低不必要的热量产生。

     优势是比较有说服力的，但是一个重要的原因是，矩阵变频的性能与传统驱动方式相比，有什么优势呢？事实上，由Yaskawa进行的一项测试可表明，性能是有所增加的。

     就定态特性，如速度调节和转矩能力，很容易就能达到传统驱动方式的性能，然而动态指标，包括阶跃响应和冲击负载响应都得以充分的提高。此外，其所固有的四个象限的驱动能力代表着更高的动态性能，能适用于更宽泛的运行环境中。

      为何迟迟出现

      矩阵变频驱动在理论上十分简单CONTROL ENGINEERING China版权所有，但是 为什么到现在才迟迟推出，现在才开始在商用市场上崭露头角呢。这有两个原因，其一，虽然理论上是十分简洁明了的，但细节上的实现还是有些问题的。设计合适的算法以控制半导体开关，需要时间进行研究和开发，以达到优化的目的。

      第二个原因，使这类驱动方式迟迟出现的原因还有，需要大量的快速、高功率半导体开关。以Yaskawa的产品为例，使用9个双向开关，每个由两个反平行IGBT和二极管组成。这些元件价格昂贵，虽然功率半导体成本一直在下降，但是目前矩阵变频驱动的成本仍然高出相同功率标准变频的价格。

      毫无疑问，额外的成本出现会限制使用的范围，但是，在很多领域中这种技术仍有有应用的机会。

      包括先前提及的，其固有的新的能力R