AC-DC矩阵变换器是一种性能优良的新型“绿色”可控整流电源,以其先进的拓扑结构,具有输入输出波形理想、输入功率因数可控、能量再生、无需大容量储能元件等普通交.直变换器所不具备的特性,近年来一直是研究的热点。本文介绍了一种包含高频隔离变压器结构的新型AC-DC矩阵变换器,从AC-DC矩阵变换器的拓扑结构出发,采用空间矢量调制与四步半软换流相结合的控制策略,针对矩阵变换器控制技术中的调制原理和换流方式两个主要问题进行理论分析推导,得出变换器的交-交与交-直部分的开关函数。借助MATLAB软件搭建了AC-DC矩阵变换器的仿真模型,对阻感负载条件下AC-DC矩阵变换器的输入、输出工作特性进行了仿真分析。实验结果表明,变换器输出电压可正可负,且幅值独立可调;输入相电流为正弦波,输入功率因数可为1,展现出优良的工作特性。针对普通直流脉宽调速系统能量不能双向传递的不足,提出了以AC-DC矩阵变换器作为功率变换主电路的直流调速系统控制方案,并建立了基于矩阵变换器的双闭环直流可逆调速系统仿真模型。仿真结果表明,系统运行稳定,动、静态性能优良,实现了直流电机的四象限可逆运行,验证了系统设计方案的可行性,为AC-DC矩阵变换器在直流调速领域的应用提供了理论基础。最后本文以DSP芯片TMS320F2812作为控制核心,对基于AC-DC矩阵变换器的直流可逆调速系统总体控制方案进行了设计。