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矩阵变换器作为交一交直接变换的功率变换器，以其良好的正弦输入相电流和正弦输出线电压、能实现能量的双向流动、频率调节范围大、无中间直流环节且易于集成等显著优点而受到国内外很多学者的广泛关注。
本文首先介绍了三相交一交矩阵变换器的基本原理及其几个关键技术。然后采用输出线电压空间矢量调制和输入相电流空间矢量调制相结合的双空间矢量调制策略，对矩阵变换器的等效交一直一交结构的虚拟整流器和虚拟逆变器分别进行了空间矢量分析，然后将两者综合得到矩阵变换器的双空间矢量调制策略，再采用降低开关损耗和改善波形的优化九段调制策略，产生出矩阵变换器的双空间矢量优化调制策略。该方法可使矩阵变换器输入相电流正弦性良好、输出线电压正弦性良好、输入侧功率因数角可正负调节及实现无功功率控制和能量的双向流动。
为了验证矩阵变换器的优良性能，通过SIMULINK软件对矩阵变换器的双空间矢量优化九段调制策略进行了仿真，仿真结果验证了矩阵变换器输入相电流和输出线电压的波形正弦性良好、输入功率因数角可自由调节及实现无功功率的控制和能量的回馈。然后在前者工作的基础上对矩阵变换器进行了开环实验，实验结果验证了矩阵变换器工作原理的正确性。
最后介绍了矩阵变换器在风力发电中的应用。包括变速恒频风力发电技术的最大风能捕获基本原理和几种不同类型交流电机变速恒频风力发电系统的研究现状和各系统的性能比较，以及矩阵变换器在交流励磁变速恒频风力发电系统中的应用。
本文的研究工作得到国家自然科学基金重点项目60474048，60534040，及广东省科技计划项目2004A10502001的资助。