作为一种新型交—交变频器,矩阵变换器具有一系列优点：控制能量双向流动、实现电机四象限运行、可调制出正弦输入／输出电流、任意调整输入功率因数、不需要中间直流储能环节等,因此在电力电子与电力传动学科专业中一直占有着非常重要的位置。随着功率器件制造技术、微电子技术以及控制理论的快速发展,矩阵变换器已经突破原有概念,发展成为一大类变换器；其应用场合已扩展到交流调速、电力补偿以及空间电源等领域,表现出巨大的应用潜力。本文在分析矩阵变换器拓扑结构及换流方式的基础上,研究了矩阵变换器的虚拟等效交—直—交结构,推导了一种将输入电流空间矢量算法与输出电压空间矢量算法相结合的间接空间矢量法—双空间矢量调制算法。该调制算法具有许多优点,如最大电压调制比可达0.866、输入电流正弦变化、可正负调节输入功率因数等。基于以上优点,这种控制策略成为矩阵变换器调制算法研究的一大热点。在对永磁同步电机基本结构进行分析的基础上,推导出其在dq0坐标系下的数学模型,并对永磁同步电机直接转矩控制技术进行了深入研究,将矩阵变换器、永磁同步电机、直接转矩控制技术相结合,搭建了一个对电网无污染、性能良好的“绿色”交流调速系统,并在MATLAB/SIMULINK软件中搭建了电机控制系统模型,完成了相关仿真研究。最后搭建了由IGBT构成双向开关的实验样机主电路及控制电路的实验平台,包括元器件的选择、DSP和CPLD控制程序代码编写及PCB板制作。