矩阵变换器是一种直接转换型交交电力变换装置,具有能量双向流动、正弦输入和输出电流、可控的输入功率因数等,非常适于应用到交流电动机调速领域。本文选取直接转矩控制作为异步电动机的控制方法。直接转矩控制是较好的控制理论,因其控制手段直接,控制方法简单而受到关注。本文在分析了矩阵变换器的数学基础、工作原理和特点的基础上,对现有矩阵变换器的控制算法:Venturini直接法、瞬时电压法、空间矢量调制法进行了比较,最终确定采用直接空间矢量调制算法;在对已有的换流策略深入研究的基础上,根据双向开关的特点,选择了易于实现且较为稳妥的半软开关换流法。文中简单阐述了直接转矩控制的基本原理,介绍了矩阵变换器空间矢量概念及其产生方法,通过组合策略,给出了MC-DTC系统的开关表和系统原理框图。利用MATLAB/SIMULINK软件,模拟实际系统,搭建仿真模型,详细分析了双向开关模块、控制算法模块、换流模块等几个重点环节。对基于矩阵变换器的异步电机直接转矩控制系统进行仿真实验;对仿真结果进行分析。仿真结果表明,该组合控制策略构成的系统具有较高的动、静态性能,验证了所选策略的可行性。最后进行了样机试制。通过理论分析、计算机仿真和样机试制得出了一些有意义的经验和结论,为矩阵变换器进一步实用化的研究,提供了一定的技术基础。