矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC)是一种先进拓扑结构的功率变换器,它结构简单、可控性强、功率因数高、对电网的谐波污染小,是一种非常有发展前途的电力变换器,正吸引着愈来愈多的科研人员对其开展广泛的研究。本文采用输出线电压空间矢量调制和输入相电流空间矢量调制相结合的双空间矢量调制策略,对虚拟整流器和虚拟逆变器的空间矢量分别进行了分析,然后将二者综合得到矩阵变换器的调制方法。该方法可使矩阵变换器输入正弦的电流,输入侧功率因数角可正负调节。为了对输入滤波器进行参数选择,将PARK 变换引入到空间矢量调制矩阵变换器中,建立了矩阵变换器的线性定长电路模型。借助电路分析理论,对系统进行了详细的研究。文中以DSP(数字信号处理器)为核心构造了矩阵变换器控制系统的硬件,进行了软件编程和硬件调试。主电路部分的9 个双向开关由IGBT 和二极管反并联组成,采用半自然两步换流法实现双向开关的安全切换,这样既防止出现使电源发生短路的开关组合,又保证在任意时刻给负载电流提供至少一条通路。采用可编程逻辑器件CPLD实现两步换流。本文研究的目的是对矩阵变换器基本原理、控制策略、开关换流、参数选择、应用范围等基本问题进行了探索性研究工作。通过理论分析、计算机仿真得出了一些有意义的经验和结论,为课题的进一步深入研究奠定了基础。