交流传动系统在日常生产生活中具有不可替代的作用，交流调速系统的研究对电能的节约以及对电网电能质量的改善都具有不可替代的意义。作为一种新型的变换器，矩阵式变换器具有非常多的优点，比如可以得到正弦的输入输出特性，可以使功率因数任意可调，能量能够双向流动实现四象限运行，有利于电能的节约及电能质量的提高，控制自由度大等。本文将矩阵式变换器应用到了永磁同步电机直接转矩调速系统中，围绕这一课题做了以下工作：(1)对永磁同步电机的结构和工作原理进行了分析，在此基础上对其进行了数学建模，对它的数学模型进行了坐标变换，并求得了αβ坐标系下的磁链与转矩计算公式。(2)对直接转矩控制原理进行了论证，并在matlab仿真软件中建立了基于传统交-直-交变换器的永磁同步电机直接转矩控制的仿真模型，对仿真模型中所用到的子模块进行了介绍；通过改变输入条件对不同工况下电机的工作状态进行了仿真，仿真结果表明，基于传统交-直-交变换器的永磁同步电机直接转矩控制系统具有非常良好的调速性能，为后续工作提供了论证基础。(3)对三相-三相矩阵式变换器的典型拓扑结构进行了分析，同时介绍了它的工作原理。研究了矩阵变换器的双空间矢量调制算法，并在此基础上引入了矢量还原模块，减少了调制过程中的计算量，保证了系统的准确性；在matlab中对改进后的调制算法进行了仿真，得到了理想的仿真结果。(4)将矩阵式变换器运用到了永磁同步电机的直接转矩控制系统中，在传统的直接转矩控制的基础上分析了该系统的直接转矩控制的原理；在matlab中对该系统进行了仿真实验，验证了该系统的调速性能，仿真结果表明：该调速系统具有非常良好的调速性能，能够满足生产过程中所提出的各种性能指标。(5)将矩阵式变换器驱动的控制系统仿真结果与传统控制系统仿真结果进行了比较，结果证明：矩阵式变换器驱动的控制系统的调速性能明显优于传统的控制系统，并且在保持控制系统的动、静态性能的基础上，前者还保证了较高的输入侧功率因数，提高了电能质量，节约电能。