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21世纪以来,双级矩阵变换器作为一种高效的变换器,在电力变换的场合占据着举足轻重的位置。但双级矩阵变换器只能输出一组三相交流电压。在风力发电系统、电动汽车、轨道机车牵引等需要双交流领域的应用中将受到限制。为了解决上述问题,本文提出了双输出双级矩阵变换器(DOTSMC),其是通过使用九开关逆变器替换双级矩阵变换器的逆变级形成;可以很好地满足上述要求。在拓扑结构上,由于双输出双级矩阵变换器不能供给两组三相不平衡负载两组三相对称电压,因此对其拓扑结构进行改进。通过给其逆变级增加一相桥臂,对输出的两组三相电压进行控制,形成四桥臂双输出双级矩阵变换器(FLDOTSMC)。同时,为了避免能量浪费,提出一种“增补”思想,可以分别实现两组三相平衡负载和两组三相不平衡负载下的对称电压的输出。在调制策略上,首先提出一种空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)策略对双输出双级矩阵变换器进行调制,并基于上述调制策略的理论基础上,结合载波公式,提出一种载波PWM(CBPWM)策略对其进行调制。接着在此基础上进一步提出一种通过改变每组逆变级在一个周期中实际有效工作比例的CBPWM策略,可以方便改变每组三相输出电压所能达到的幅值。最后分析了不平衡负载下,两组三相负载中性点电压的变化,推导出N相桥臂占空比函数表达式。并把它们与载波相结合,得到N相桥臂的调制波公式,实现对四桥臂双输出双级矩阵变换器载波PWM调制。该方法不仅避免了三角函数计算,无需进行扇区判断,极大地避免了大量三角函数计算,在实际应用中更加容易实现被调制。最后,通过Matlab/Simulink对所提理论进行验证,首先对平衡负载下的的SVPWM策略进行验证、接着对所提出的平衡负载下的CBPWM策略进行仿真验证,最后对不平衡负载下的CBPWM策略进行仿真验证,通过以上仿真验证,充分可以证明所提SVPWM策略和CBPWM策略的科学性。