与传统的交—直—交式电力变换器相比,矩阵变换器作为一种通用电源变换装置,可以方便实现n相到m相变换。该变换器能够产生可控的正弦输出电压和单位功率因数的输入电流;无中间储能环节、能量可双向传递一次变换、动态响应快;采用不同控制算法,可实现整流、逆变、变频、斩波等功能。因此,利用电力电子技术、计算机技术和控制理论的研究成果,开发一种对电网无污染、四象限运行的高质量交流变频电源,成为从事电力电子分析与控制学者研究的热点。本文对矩阵变换器的工作原理、等效交—直—交变换、SPWM(Sine Pulse Width Modulation)控制策略进行了理论分析及仿真研究。SPWM控制策略的最大特点是控制方案简单、控制开关函数不需要复杂的数学推导和计算,变换器输出线电压满足正弦规律,且输出频率可调。并对其进行了计算机仿真,从理论上验证了该控制策略的可行性。针对矩阵变换器共模电压产生的机理及其抑制原则,分析了共模电压瞬时值的大小,波形及其谐波频谱,得出了矩阵变换器共模电压的本质特征,并对SPWM控制策略不同开关状态下的共模电压进行了理论分析及仿真。提出了一种可消除共模电压的三电平控制策略,能够有效地消除了共模电压,有效抑制了矩阵变换器共模电压的负面效应,且输出的线电压更趋于正弦波,仿真和实验结果验证了可消除共模电压的三电平控制策略的正确性和有效性。最后通过比较几种SPWM控制策略,得出多电平调制策略可以达到抑制变频器输出共模电压的目的。并且改进的三电平SPWM控制策略后输出的线电压更趋于正弦波,且消除共模电压的效果非常显著,可为实际应用中消除共模电压做理论指导,为矩阵变换器的进一步研究奠定了重要基础。