本文对矩阵式电力变换器(Matrix Power Converter,通常简称为:矩阵变换器,记为:MC)应用于异步电机直接转矩控制系统(记为:DTC)进行了研究。直接转矩控制系统以其独特的优点受到了普遍的关注并得到了迅速的发展,它代表了现代电气传动领域的发展潮流。目前的直接转矩控制系统绝大多数采用二极管整流的交-直-交电力变换器,这种变换器的广泛应用,给电力系统造成了严重的谐波“污染”。矩阵式电力变换器能够克服交-直-交电力变换器的固有缺点。将矩阵式电力变换器应用于直接转矩控制系统,使其替代交-直-交电力变换器,使新的直接转矩控制系统(本文称之为:矩阵变换器-直接转矩控制系统)集两者的优点于一身,成为对电网无污染的、高性能的“绿色”交流调速系统。本文从理论分析和仿真实验两方面论述了矩阵变换器可以成功的应用于异步电机直接转矩控制系统。本文从理论上分析了异步电机直接转矩控制原理,介绍了空间矢量概念及其产生方法。对矩阵变换器的电压空间矢量进行了深入分析,提出了用于实现异步电机直接转矩控制的空间矢量给定方法;在深入分析矩阵变换器输入电流矢量的基础上,最终提出了使系统具有单位功率因数或者任意功率因数的调制算法。文中对矩阵变换器中双向开关的构成和安全换流策略进行了分析和介绍。在MATLAB/SIMULINK仿真环境下,对由IGBT和二极管反并联组成的双向开关以及由这种双向开关组成的开关阵列的仿真模型进行了改进,加快了仿真速度。利用MATLAB/SIMULINK仿真软件,模拟实际情况构建了矩阵变换器-直接转矩控制系统的主回路和控制回路,并对整个系统进行了大量仿真实验;对仿真结果进行了分析。仿真实验结果表明矩阵变换器跟交-直-交变换器一样能很好的实现异步电机直接转矩控制,同时它克服了后者输入电流非正弦,输入功率因数低的固有缺点。