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船舶电力推进系统中,交流变换器有交-交变换器与交-直-交变换器两种,但二者都存在谐波污染严重和功率因数低的缺点。矩阵变换器具有输入输出特性好、不需要直流储能元件、对任意负载输入功率因数为1等一些优良特性,在船舶推进电机的变频调速系统中具有良好的应用前景,因此,以推进电机的变频调速系统为研究对象,从矩阵变换器的原理、调制策略、电机矢量控制和电能质量分析等方面研究矩阵变换器的工作原理及其应用是非常重要的。论文的主要研究工作如下:1)研究矩阵变换器的工作原理,分析双空间矢量调制(双SVPWM-Space Vector Pulse Width Modulation)理论,在Matlab/Simulink中搭建了矩阵变换器及其调制电路的仿真模型,进行仿真分析,仿真结果表明矩阵变换器具有良好的输入输出特性和功率因数可调性。2)研究永磁同步电机(PMSM-Permanent Magnet Synchronous Motor)矢量控制原理,分别建立了基于交-直-交变换器和矩阵变换器的船舶永磁同步电机矢量控制系统,进行了仿真与对比分析,结果表明两系统电机的电磁转矩与负载转矩保持良好的跟随性,系统的响应快速平稳,矢量控制特性良好。3)以中铁渤海铁路轮渡班轮为母型船,分别建立了基于交-直-交变换器和矩阵变换器的船舶电力推进系统的仿真模型。在不同工况条件下,运用PMSM矢量控制方法,分别对两种变换器的谐波问题进行了对比分析,结果表明在电推系统中矩阵变换器和交-直-交变换器均满足矢量控制要求,但矩阵变换器具有更好的输入输出特性,输入电压谐波畸变率更低。