مبدل های ماتریسی، مبدل هایی هستند که قابلیت های بسیار بالایی را دارند و توانایی تبدیل یک ولتاژ با فاز و دامنه و فرکانس معین به یک ولتاژ با فاز و دامنه و فرکانس متفاوت از آن را دارند برتری های این مبدل ها نسبت به مبدل های رایج AC/DC/AC باعث شده تا در سال های اخیر مورد توجه ویژه قرار گیرد. مبدل های رایج AC/DC/AC در باس DC خود دارای یک خازن الکترولیتی بزرگ می باشند که باعث افزایش هزینه و حجم این مبدل ها می باشند. و همچنین استفاده از آنها در دماهای بالا را ممکن نمی سازد. همچنین وجود سلف های بزرگ در هر فاز ورودی که برای سینوسی کردن جریان ورودی به کار می رود باعث افزایش قابل ملاحظه حجم و هزینه می شوند. البته در بعضی مقالات برای حل این مشکل استفاده از خازن های پلی پروپیلن به جای خازن های الکترولیتی توصیه می شود. اما با این حال مشکل سلف های بزرگ همچنان باقی است. ساختارهای مبدل های ماتریسی برای اولین بار در سال 1980 معرفی شد. از جمله مزایای مبدل های ماتریسی عدم نیاز به عناصر ذخیره کننده انرژی در ساختار این مبدل ها بود که ساخت آنها را به صورت مدار مجتمع امکان پذیر می سازد. از دیگر مزایای مبدل های ماتریسی می توان به قابلیت تنظیم ضریب قدرت ورودی تا عدد یک، قابلیت انتقال توان در هر دو جهت، شکل موج های با کیفیت بسیار بالا در خروجی و ورودی اشاره کرد. علت اینکه این مبدل ها تا سالهای اخیر در صنعت استفاده نشده بودند مشکل کموتاسیون این مبدل ها بوده است.
فصل اول
کلیات
1-1) هدف
هدف کلی این سمینار تحقیق کردن در مورد ساختارهای مختلف مبدل های ماتریسی و شبیه سازی و مقایسه مزایا و معایب این مبدل ها در مقایسه با مبدل های رایج AC/DC/AC می باشد. همچنین تحلیل و شبیه سازی روش های مختلف کنترل این مبدل ها مدنظر است. این کار با بهره گرفتن از نرم افزار مطلب و در محیط سیمولینک انجام شد. در این سمینار ضمن شبیه سازی روش های کنترل مبدل ماتریسی، سعی شده که از لحاظ THD ولتاژ خروجی، قابلیت کنترل ضریب قدرت ورودی و برخی مشخصات دیگر مربوط به این مبدلها، مزایای آنها نشان داده شود.
2-1- پیشینه تحقیق
ساختار مبدل ماتریسی اولین بار توسط Gyugyi و Pelly در 1976 پیشنهاد شد. آنها قاعده کلی سیکلوکنورتر را برای به دست آوردن یک فرکانس خروجی نامحدود توسط کلیدهای دوطرفه، بسط دادند. عیب اصلی ساختار اولیه این بود که جریان ورودی آن نامطلوب بود و همچنین ولتاژ خروجی دارای هارمونیک هایی بود که به راحتی توسط فیلتر از بین نمی رفتند.

این عیب در (4-2) توسط Venturini حل شد. او یک الگوریتم PWM جدید پیشنهاد کرد که جریان های ورودی سینوسی و ولتاژ خروجی با فرکانس نامحدود تولید می کرد. همچنین این الگوریتم، قابلیت کنترل ضریب قدرت ورودی را نیز به دست می داد. اما متاسفانه در این الگوریتم نسبت ولتاژ خروجی به ورودی به 0.5 محدود می شد.
در (5)، MAytum و Colman الگوریتم  Velturini را بسط داده و توانستند نسبت ولتاژ خروجی به ورودی را به 0/866 برسانند.