交流/交流轉換器
交流/交流轉換器是將交流的電氣波形轉換為另一種交流電氣波形的設備，其電壓和頻率均可任意調整。像變頻器、循环换流器及矩陣轉換器都是交流/交流轉換器。
目录
1 分類
2 有直流鏈的轉換器
3 循环换流器
4 矩陣轉換器
5 相關條目
6 參考資料
分類
交流/交流轉換器可以依以下的方式分類：
- 間接交流/交流轉換器，也稱為交流/直流/交流轉換器，或是變頻器，也就是有整流器、直流鏈及逆變器的轉換器[1]
- 循环换流器
- 複合矩陣轉換器
- 矩陣轉換器
三相交流/交流轉換器的分類[2]
有直流鏈的轉換器
（回昇式）的電壓源變頻器[3]
電流源變頻器[4][5]
有直流鏈的轉換器有二種：
- 電壓源變頻器（VSI）：其整流器由二極體電橋組成，直流鏈則為並接的電容器。
- 電流源變頻器（CSI）：其整流器由相控的切換元件，直流鏈則為一個或二個串接的電感器，連結整流器和逆變器。
若馬達需要動態剎車，可以用剎車斬波器及電阻器並聯在整流器上來達成。另一種剎車方式是在整流器上反向並聯閘流體，使能量可以回到交流電源端。不過這種相控閘流體為基礎的整流器，在輕載時對電源電壓的歧變比二極體整流器要大，功率因素也比較小。
若交流/交流轉換器希望有近似弦波的輸入電流，以及雙向的功率流動，可以用脈衝寬度調變（PWM）的整流器、PWM的逆變器配合直流鏈達到。直流鏈的大小以逆變器和整流器之間共同的能量儲存元件來表示，在電壓源變頻器中為電容，在電流源變頻器中為電感。PWM整流器控制輸入電流為弦波，可能和交流電源的電壓同相，若是能量回饋到電源端，電流會和電壓反相。
因為直流鏈的儲存元件，整流器和逆變器有相當程度的解耦，有在控制上的好處。不過直流鏈的儲存元件其體積較大，若在電壓源變頻器中使用電解電容器，也潛在的降低了系統的壽命。
循环换流器
循环换流器利用切換元件將輸入波形切換後，產生變頻率，近似弦波的輸出電壓，沒有中間的直流鏈儲存元件。切換元件可能是SCR，不過其輸出頻率需要比輸入電壓的頻率要低。大型的循环换流器（功率約到10 MW）是為壓縮機及風洞機所設計，或是像水泥窯爐之類的變速應用。
矩陣轉換器
傳統的矩陣轉換器[6][7]
間接型的矩陣轉換器[8][9][10]
為了提高功率密度及可靠性，一種可行的作法是考慮矩陣式的架構，將三相輸入和三個輸出用九個雙向的功率晶體來進行切換，每一相輸入都有三個功率晶體連接到三相的輸出，這就是直接型的矩陣轉換器，沒有中介的能量轉換元件，電壓及電流的轉換都在一級的轉換器中完成。
有另外一種間接型的能量轉換方式，可以用間接型的矩陣轉換器，或是由苏黎世联邦理工学院的Johann W. Kolar 教授發明的稀疏矩阵变换器來達成。就像電壓源及電流源的變頻器一樣，會分為幾階來處理電壓及電流的轉換，但直流鏈沒有中介的儲能元件。一般來說，使用矩陣轉換器後，可以減小直流鏈的儲能元件，或是甚至不用，不過會使用很多的功率晶體。矩陣轉換器常視為未來變頻技術的概念之一，不過數十年來的密集研究，在工業上的使用並不多。不過因為近來已可獲得低成本、高效能的半導體，過去幾年已有少數變頻器廠商在提倡矩陣轉換器[11]。
相關條目
- 变频器
- 頻率變換器
- 稀疏矩阵变换器
參考資料
^ Lee, M. Y. Three-level Neutral-point-clamped Matrix Converter Topology (PDF). University of Nottingham. 2009: 8 [2015-10-22]. （原始内容 (PDF)存档于2014-02-01）.
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^ Swamy, Mahesh; Kume, Tsuneo. Present State and Futuristic Vision of Motor Drive Technology (PDF). Power Transmission Engineering (www.powertransmission.com). Dec 16, 2010 [Apr 2012].
