矩阵式变换器是一种先进拓扑结构的“全硅”功率变换器，无需大容量的储能元件，输入功率因数可以达到1并且可自由调节，能量可双向流动。 本文采用了计算机仿真的方法，深入研究了矩阵式变换器的空间矢量调制策略及其实现，并研究了矩阵式变换器在异步电机直接转矩控制中的应用。 首先，本文从等效交一直一交变换的空间矢量调制方法出发，深入分析了矩阵式变换器的变换关系，推导出了交一交直接变换控制规律和空间矢量PWM调制技术；在基本调制方法的基础上，分析了对称调制、减小开关损耗的调制策略。并进行了平衡输入和非平衡输入下的仿真研究，仿真结果验证了控制策略的正确性。 然后设计了一台10kw的矩阵式变换器的主电路、驱动电路、保护电路和控制系统软件结构。并研究了基于CPLD的四步半软换流方法及其实现。 最后，本文对矩阵式变换器在异步电机直接转矩控制中的应用进行了仿真研究。仿真结果表明系统具有单位功率因素，并且能够良好的实现异步电机转矩控制。 本文的研究重点放在矩阵式交变换器的设计和应用研究上，通过理论分析、计算机仿真验证得出了一些有意义的经验和结论，为矩阵式变换器进一步的实用化研究提供了一定的技术基础。 本文的研究工作得到国家自然科学基金重点项目——“分散式风力—太阳能发电系统的混合控制研究”(60534040)的资助。