矩阵变换器是一种先进的功率变换器，它允许频率单级变换，无需大容量储能元件，能量双向流动。它能使输入电流、输出电压正弦，输入功率因数可达到0.99以上并可自由调节，且与负载的功率因数无关。 本文从等效交-直-交变换的空间矢量调制方法出发，深入分析了三相矩阵变换器的变换关系，推导出了交-交直接变换控制规律和双空间矢量PWM调制技术，实现了交-交直接变换控制方式下三相矩阵变换器的建模和运行分析。由于三相矩阵变换器具有很多优点，于是本文对它进行了扩展研究，得到了三相矩阵整流器。该整流器克服了一般PWM整流器所共有的缺点——直流侧需要大容量储能电容，这样，便大大缩小了整流器的体积，更加符合当今商业化、模块化要求。同时该整流器也具备三相矩阵变换器的前述一系列优点，具有很广的应用前景。针对当前尚无双向开关器件的现状，本文采用IGBT组合成双向开关并应用四步换流和新型的一步换流策略来实现开关的安全切换。为实现三相矩阵整流器的实验研究，采用CPLD(复杂可编程逻辑器件)实现IGBT组合双向开关的四步换流和一步换流逻辑控制，以DSP(数字信号处理器)为核心构造了三相矩阵整流器控制系统的硬件，进行了软件设计、编程和调试。最后，仿真和实验结果验证了本文策略的正确性和可行性。 本文立论研究的目的是对矩阵变换器基本原理，控制策略、开关换流、应用扩展等问题进行探索性研究工作。通过理论分析、计算机仿真和实验研究得出一些有意义的经验和结论，为课题的进一步深入研究奠定基础。