将多个三相-单相矩阵式变换器组合与级联,可以获得适用于中高压场合的多模块矩阵变换器(multi-modular matrix converter, MMMC),它是一种通过借鉴H桥级联型高压变频器及电路等效原理,将三相-单相矩阵变换器作为子模块级联而成的一种可应用于中高压场合的新型交-交直接变换器。MMMC同时具有输入、输出电流波形好,可调的输入功率因数,输出频率任意可调,能量双向流动,四象限运行等矩阵变换器所拥有的优点,系统体积和重量大大减小,功率密度大大提高。　　本文对多模块矩阵变换器的拓扑以及工作原理进行了分析,对换流策略进行了阐述,并在此基础上对多模块矩阵变换器的空间矢量调制以及间接SPWM方法进行研究,实现了优良的输入输出性能。但由于矩阵变换器输入输出直接耦合,输入端与输出端的瞬时功率平衡,加上多模块矩阵变换器中每一个子模块由三相-单相矩阵变换器组成,导致 MMMC系统中变压器二次侧电流不规则。本文对 MMMC系统中的变压器副边电流进行了谐波分析,并详细讨论了变压器设计的影响因素。　　另外,由于多模块矩阵变换器输入侧与输出侧直接耦合,同样存在着输入波形非正常情况下的控制问题。本文探讨了一种应用于MMMC的前馈补偿的控制方法,在输入电压非正常情况下,该方法保证了MMMC优良的输出波形。　　最后,本文以多模块矩阵变换器-异步电机构成的变频调速系统为研究对象,分析了异步电机的模型,详细分析了MMMC-异步电机变频调速系统矢量控制的原理及参数设计方法,并进行了仿真验证。