矩阵变换器(MC)是一种直接交-交功率变换器件,具有输入功率因数可调、能量双向流动、正弦输入正弦输出等优点,在双馈型调速及风力发电机组中具有重大的实际应用价值。　　 在分析双电压合成控制策略的基础上,构建了基于双电压合成控制策略的矩阵变换器仿真模型,给出了四种不同平衡状态下,矩阵变换器不同频率的输出线电压、相电流及相电流频谱分析仿真结果,验证了双电压合成控制策略良好的抗干扰能力。研究分析了间接空间矢量控制策略,构建了基于间接空间矢量的矩阵变换器仿真模型,给出了在不同功率因数角下,矩阵变换器输入电压电流、输出电压电流仿真结果,验证了通过改变输入功率因数角,实现矩阵变换器的能量双向流动。　　 提出了基于广义预测方法的矩阵变换器电流环控制方案,解决了矩阵变换器输出侧电流易受负载扰动影响的问题。推导了输出侧电压电流方程,建立起矩阵变换器的受控自回归积分滑动平均模型,通过park变换,将输出电流分解成d-q坐标下的直流分量。基于广义预测控制策略,设计输出侧电流闭环控制器,跟踪期望电流d,q分量,维持输出电流的空间矢量恒定,以消除内外扰动和不平衡的影响。仿真结果表明控制方案可获得良好的动态特性,对输出扰动抑制效果显著。　　 改进了矩阵变换器采样电路的设计。设计了基于双电压合成和基于空间矢量的矩阵变换器软件设计:从主程序、周期中断服务程序、比较中断服务程序三个方面分析了DSP软件的设计；为方便软件的实现,改进了扇区求取的方法；实现了CPLD软件部分的四步换流策略。在矩阵变换器样机上,进行了相关实验,实验结果验证了硬件改进的合理性和软件设计的可行性。　　 研究了无刷双馈风力发电机(BDFWG)变速恒频发电方案,构建了矩阵变换器励磁的无刷双馈风力发电系统实验平台,进行了亚同步和超同步发电实验,实验结果验证了MC励磁BDFWG的可行性。