矩阵变换器-永磁同步电机系统具有功率密度高、功率因数调整灵活、输入输出波形正弦等优点，在航空航天、舰载等领域应用前景广阔。矩阵变换器通过开关器件直接将输出侧与输入侧相连，输入侧的波动直接影响到输出侧。当输入侧电网出现电压跌落时，系统会出现过流现象，造成系统的停机，甚至危及生产安全。为提高系统的低电压穿越能力，本文开展了相关研究工作。
　　本文采用叠加定理和拉普拉斯变换的方法分析了电网电压跌落下系统运行状态并求解了暂态电流表达式。研究了电网电压跌落后系统是否需要施加穿越控制的判定方法：利用dq变换加低通滤波的方法对电网电压跌落情况进行检测，然后通过转矩-转速运行范围的比较和电机电流值的比较判断系统是否需要切换到穿越控制模式。设计了低电压穿越运行辅助电路：穿越运行时，为实现电机与箝位电容之间能量的双向流通，在原拓扑箝位电路的二极管两端反并联一个开关器件。设计了穿越运行控制器：基于负载惯量原理建立了矩阵变换器逆变级和永磁同步电机统一数学模型，提出了一种基于箝位电容电压控制的低电压穿越控制策略，并采用“有源阻尼”的方法设计了电压环控制器。
　　在一套矩阵变换器-永磁同步电机系统上开展了低电压穿越实验研究，在电网电压不同跌落深度、不同负载工况下对所提方法进行了验证。实验结果表明所提低电压穿越方法能够抑制电压跌落时系统过流现象的产生，穿越期间电机一直处于受控状态且持续运行不停机。当电网电压恢复后，系统能够快速恢复运行，提高了系统的低电压穿越能力。