作为一种很有潜力的“绿色变频器”，双级矩阵变换器具备以下优点：能量双向流动、输入功率因数为1且可调、输出频率的可调节范围广、中间直流侧无储能大元件、换流策略简单可靠。本文针对双级矩阵变换器的国内外研究现状、双空间矢量算法、换流策略进行了分析，并作了仿真分析与试验验证。论文首先从双级矩阵变换器的拓扑结构、调制策略、换流策略等方面介绍了了其国内外的研究现状，在此基础上分析了18开关双级矩阵变换器整流级有零矢量的双空间矢量调制策略，并作了相关的仿真验证。提出了一种优化的零电流换流策略,该换流策略是在零电流换流基础上重新分配整流级零矢量在逆变级中的作用时间，使得整流级双向开关在换流前后具备更充分的零电流时间，保证换流更加安全可靠。目前，国内普遍采用整流级无零矢量的空间矢量调制策略作试验研究，本文采用整流级有零矢量的双空间矢量调制策略。试验样机设计包括硬件系统与软件系统。硬件系统中分析了主电路、箝位电路、吸收电路、驱动电路、输入滤波电路的设计原理，并给出了各电路中元件的设计参数；软件系统基于DSP+CPLD组合的双CPU平台设计，DSP强大的软件实现功能可以快速地完成双空间矢量算法和电压信号的采样，同时CPLD具备强大的逻辑运算和并行处理能力，可以快速地实现试验样机中18路PWM驱动信号和系统的故障保护功能。最后对试验样机进行测试，并得到了双级矩阵变换器的试验波形，试验结果验证了调制策略的可行性。