传统变频器采用二极管不控整流，存在功率因数低、电网谐波含量大、制动能量不能回馈等问题，导致应用场合受到限制。能量回馈变频器因能量双向流动，输入电流谐波小，功率因数高而成为研究热点。该变频器广泛应用于电梯、电动汽车、升降机等大功率变频调速场合。本文研究了双脉宽调制（双PWM）型能量回馈变频器，分析了能量回馈变频器的直接功率和转矩一体化控制策略。首先，分析了整流器和逆变器的拓扑结构，在两相静止坐标系下建立了双PWM型能量回馈变频器数学模型。研究了基于开关表的直接功率和转矩控制策略（ST-DPTC）以及磁场定向矢量控制策略，该策略采用滞环比较器实现对有功、无功功率、磁链和转矩的Bang-Bang控制。通过开关表产生整流和逆变电路的驱动信号。仿真结果表明ST-DPTC控制方案电压转矩脉动大、开关频率不定。其次，针对ST-DPTC和磁场定向矢量控制的特点，研究一种基于空间矢量调制的直接功率和转矩的控制策略（DPTC-SVM），其整流侧采用基于空间矢量调制和虚拟磁链的直接功率控制（DPC-SVM），逆变侧采用基于空间矢量调制的直接转矩控制（DTC-SVM）。设计了有功、无功功率、磁链、转矩控制回路，设计了比例积分（PI）调节器参数，在MATLAB中建立了DPTC-SVM方案的仿真模型，仿真结果表明DPTC-SVM控制策略开关频率恒定，网侧电流谐波含量低，功率因数高，转矩、磁链脉动减小。最后，研究了引入有功功率前馈环节（PF）的直接功率和转矩一体化控制策略。设计了功率前馈的直流电压控制回路，确定了回路参数，分析了引入功率前馈控制系统的稳定性。仿真结果表明功率前馈控制提高了系统的动态响应，降低了直流母线电容容量，抑制了电压脉动。将能量回馈变频器应用于电梯控制系统，进行了实验调试和理论分析，证明了能量回馈变频器的良好性能。