间接式矩阵变换器是一种新型的矩阵变换器拓扑结构,其具有高质量的输入、输出波形,高功率因数等特点,很适合用于驱动异步电机,实现高性能的交流调速。本文设计研制了一台基于IGBT的间接式矩阵变换器样机,对其各组成部分的功能进行了分析。本文详细分析了间接式矩阵变换器的控制策略,包括调制策略和换流方法。其中调制策略主要有两段式PWM策略和空间矢量调制(Space vector modulation, SVM)策略。换流方法有基于电流方向检测的多步换流和基于电压检测的多步换流。本文涉及的样机分别采用两段式PWM策略和SVM策略,换流方式采用基于电流检测的多步换流方法。本文对间接式矩阵变换器的两段式PWM策略和SVM策略分别进行了研究,应用Matlab/Simulink仿真软件对间接式矩阵变换器驱动异步电机进行了仿真,对得到的输入电流、输入电压、中间直流环节电流、中间直流环节电压、输出电流、异步电机转速仿真波形进行了分析。应用Maxplus II对间接式矩阵变换器的开关换流进行了仿真,得到了整流级双向开关多步换流与逆变级换流仿真波形并通过实验对其验证。本文详细介绍了间接式矩阵变换器的硬件结构,介绍了样机主电路,驱动保护电路,信号采样电路,控制电路的设计和实现。本文设计了一种适用于间接式矩阵变换器的IGBT驱动保护电路,该电路由驱动部分和保护部分组成,通过采用比较器对采集到的IGBT集-射极电压与设定好的电压信号相比较可以精确控制保护的阈值,大大提高了保护的精度。本文对样机的软件结构进行了分析,对CPLD程序与DSP程序分别进行了编写,对DSP的主程序与下溢中断子程序的结构分别作了讲解,完成了对CPLD的解码器、延迟器、开关序列器的实际功能。本文对研制的间接式矩阵变换器样机进行了实验研究,实验结果表明控制策略与换流方法可行,样机可正常工作。