矩阵变换器是一种具有新颖拓扑结构的功率变换器，它结构简单，具有允许单级变换、无需大容量的储能元件、能使输入电流正弦、输入功率因数高并可自由调节且与负载的功率因数无关、输出电压正弦、能量可双向流动等突出特点，是一种非常有发展前途的电力变换器，正吸引着越来越多的科研人员对其开展广泛的研究。 本文从研究矩阵变换器的基本理论出发，引出了等效交-直-交结构，并且对其进行了深入的分析。利用等效交-直-交结构的理论，推导出了矩阵变换器交-交直接变换的控制规律，即SPWM调制策略和空间矢量调制策略。其中SPWM调制策略算法简单、容易实现，空间矢量调制策略可使矩阵变换器输入侧功率因数正负可调，是两种各具特色的控制策略。 对两种调制策略分别进行了建模仿真，得出的仿真结果验证了矩阵变换器所具有的特点，并且利用仿真结果得出了一系列有用的结论。针对当前尚无双向开关器件的现状，仿真中分别采用了理想开关和IGBT组合双向开关作为主功率器件，并应用四步换流法实现了开关间的安全换流。 研究了两种非正常工况下矩阵变换器的运行情况，并提出了一种前馈补偿控制策略对输出进行有效补偿，取得了不错的控制效果。 对矩阵变换器输入滤波器的参数设计、输出频率调节范围、输入滤波器、输入功率因数调节以及功率双向流动等问题进行了初步研究。通过理论分析、计算机仿真得出了一些有意义的经验和结论，可以为今后矩阵变换器的工程设计提供重要的参考和指导。