矩阵变换器是一种具有简单拓扑结构和一系列理想特性的“绿色变频器”,是一项可从根本上消除电力谐波污染和电网无功损耗的关键技术。本文旨在研究目前影响矩阵变换器实用化的关键基础问题——电压传输比低的问题。针对矩阵变换器电压传输比低这一问题,一些学者和专家提出了过调制的控制策略,提高了矩阵变换器的电压传输比,使其接近于1.0 ,但输出谐波含量过高,不利于应用。在“谐波注入法的矩阵变换器电压传输特性研究”一文中,笔者提出了“谐波注入”的方法,这种方法也能使电压传输比接近于1.0 ,但同样存在着输出谐波含量过高的缺陷。据笔者研究发现——改变控制策略效果不理想,都存在着输出谐波过大的缺陷。针对上述情况,本文将从改变矩阵变换器主电路拓扑结构出发进行研究,首次提出了新型的基于Boost和Buck-Boost的矩阵变换器电路拓扑结构;该拓扑结构和传统交直交矩阵变换器的拓扑结构相似,也采用AC-DC-AC两级变换器的结构形式,中间直流环节无储能元件;其整流级和传统交直交矩阵变换器的整流级相同,为一个3/2相矩阵变换器,逆变级则分别采用Boost和Buck-Boost逆变器的结构形式。由于该新型矩阵变换器能实现输出电压和频率的任意调节,其电压传输比既可大于1,也可小于1,从而可有效解决传统矩阵变换器电压传输比低的难题;通过对该拓扑结构及其等效电路的研究,确定了主电路方案及电路参数;借鉴目前矩阵变换器、Boost和Buck-Boost逆变器已有的理论成果,研究了适合于该新型电路的有效控制策略;研究了电压传输比、输出波形总谐波失真度等主要性能指标与电路参数及控制参数之间的变化规律;构建了仿真模型,对主电路拓扑与控制策略的有效性和可行性进行验证;制作了实验样机,为该新型矩阵变换器的工程化应用打下基础。