针对MTG系统中双向变换器的运行特点，这里主要对三相的双向AC-DC变换器的工作原理进行分析。

图5-2 三相双向AC-DC变换器结构示意图

图5-2为三相双向AC-DC变换器结构示意图。双向变换器两端分别为三相交流电源和直流电源。根据实际情况的需要，双向AC-DC变换器的能量可以实现双向流动，即既可以工作在AC-DC的整流状态，也可以工作在DC-AC的逆变状态。当双向变换器工作在整流状态时，输入端为三相交流电压U_a、U_b和U_c，输出端为直流电压U_d，能量流向如箭头1所示，双向变换器实现整流功能。当双向变换器工作在逆变状态时，输入端为直流电压U_d，输出端为三相交流电压U_a、U_b和U_c，能量流向如箭头2所示，双向变换器实现逆变功能。下面根据电路结构图具体分析双向变换器在两种状态下的工作原理。

1.双向变换器工作在整流状态的情况

由图5-3可知，输入端为三相交流电压U_a、U_b和U_c，直流侧为电阻性负荷，交流侧电感起传递能量、平衡电压及滤波的作用，R_s为输入侧交流电感和功率开关管的等效内阻之和，C₁为直流侧滤波电容，S _i（i＝1，2，…，6）为大功率开关管。

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图5-3 双向变换器工作在整流状态时电路结构

设输入的三相电压：向变换器工作在整流状态时的情况。在此区间，A、C两相的输入电压为正，B相电压为负。假设这时的开关模式为（101），即功率开关管S₁、S₅、S₆为正脉冲，这时A相电流I_a经S₁、R₀、S₆流入B相，C相电流I_c经S₅、R₀、S₆流入B相。此时，双向变换器实现了对三相输入的整流，输出脉动电压经电容C₁滤波得到稳定的直流电源。

2.双向变换器工作在逆变状态时的情况

由图5-4可知，L₁、L₂和L₃为输出电感，同样以0≤ωt≤π/3为例，输入电压为直流电源E₀，输出为三相交流电U_a、U_b和U_c。假设这时的开关模式为（101），即功率开关管S₁、S₅、S₆为正脉冲。这时电流由电源正极经过S₁、L₁、U_a、U_b、L2到直流电源负极。另一路经过S₅、U_c、L₃、U_b、L2到直流电源负极。最终输出三相交流电压U_a、U_b和U_c，可以看出直流侧能量被回馈给电网。

图5-4 双向变换器工作在逆变状态时电路结构