矩阵变换器是一种具有优良控制性能和品质的电力变换器。它以其结构简单、可控性强、功率因数高、无大容量直流储能电容、对电网谐波污染少等优点，成为了人们所关注的焦点。本文首先介绍了几种常见的电力变换器以及矩阵变换器的基本拓扑结构及其变频过程，并对矩阵变换器可等效交-直-交结构的虚拟直流环节思想进行了详细论述，且将传统的SVPWM运用于两个虚拟过程，构成双SVPWM控制，即对两个虚拟过程进行空间矢量分析，推导出其扇区判断条件和基准矢量作用时间。通过对两种矢量占空比进行整合，来实现交-交直接变换调制策略中开关状态组合所需占空比。同时，本文还对矩阵变换器的相关技术问题进行了研究，针对换流方法中相对成熟的四步换流法，给出了具体的换流过程分析。对于输入电流中因开关频率影响的高次谐波对电网产生的污染，给出了一种带阻尼输入滤波器参数设计方法。然而，输入滤波器的引入造成了网侧功率因数的下降，因此，给出了一种网侧功率因数调节方法以实现系统单位功率因数运行。为实现输出电压幅值和频率的同时调节，给出了一种变频变压控制策略，并针对上述控制方法进行了仿真与实验验证。利用MATLAB软件搭建了矩阵变换器的仿真模型，并对双SVPWM控制策略和相关的技术问题进行了仿真验证及结果分析。然后，采用ARM(STM32F103RBT6)+CPLD为核心进行了矩阵变换器的软硬件设计，并搭建了矩阵变换器的硬件实验平台。在此平台的基础上进行大量的实验研究，结果验证了本文所提出的控制策略及实现方案的正确性和可行性。