双级矩阵变换器作为一种新兴的“绿色”功率变换器,不仅具有传统直接式矩阵变换器能量双向流通、具有良好的输入输出波形特性、输入功率因数可控等优点,且由于自身结构的特殊性,还具有简单的钳位电路结构、整流级可实现零电流换流、一个整流级通过直流母线同时连接多个逆变级等优点。但由于电力电子器件的开关特性等因素,会对输入输出波形带来很大的谐波,从而造成电磁干扰、噪声等不良影响。因此本文针对双级矩阵变换器输入电流及输出电压的谐波进行分析,并提出抑制谐波的措施。由于双级矩阵变换器直流母线不存在大容量的储能元件,因此负载侧的电流直接影响网侧输入电流,而当直流母线同时连接两台逆变器时,输入电流波形的谐波分析将会更加复杂。本文结合脉冲重心概念及傅里叶积分变换,通过数学推导得到了双级矩阵变换器双逆变级系统输入电流谐波含量的公式。并通过分析两个逆变级零矢量在一个控制周期内重叠不同程度时对输入电流谐波含量的影响,得到了输入电流低频次谐波含量随脉冲在一个控制周期内分布位置变化的规律,并提出了能够抑制输入电流谐波的改善调制策略。双级矩阵变换器直流环节由于没有储能元件,直流母线电压存在较大的波动,易对输出电压波形产生影响。传统空间矢量脉宽调制策略在逆变级调制时采用直流母线电压的平均值,这在计算逆变级调制度时将会产生误差,进而导致输出电压与参考电压之间出现偏差。针对上述问题,提出一种逆变级单周期分段空间矢量脉宽调制策略,根据直流母线电压不同时刻的瞬时值,在一个控制周期内对逆变级输出电压进行分段调制,以使得输出电压更接近参考值。本文将所提出的改善调制策略在仿真软件中进行了复现,并搭建双级矩阵变换器双逆变级实验系统,对所提改善调制策略进行了实验验证。仿真和实验结果均表明所提改善调制策略能够分别抑制输入电流和输出电压的谐波。