双向隔离型AC-DC矩阵变换器(Isolated AC-DC Matrix Converter,IAMC)作为一种两级功率变换结构的拓扑,具有转换级数少、传输效率高、网侧输入电流正弦、功率因数可调、无需大容量储能元件、能量可双向流动等一系列优点。因而,IAMC在海上发电、电池储能系统、电动汽车充电、直流微电网等领域受到广泛关注。本文基于IAMC的两级拓扑结构,对其传统控制方法进行分析,并提出一种新的控制方法。本文首先阐述IAMC拓扑结构及发展历程,介绍IAMC现有的调制策略、控制策略。接着,分别建立IAMC网侧三相静止abc、两相静止αβ、两相旋转dq三种坐标系下的数学模型。本文对IAMC采用的协调调制策略进行详细介绍,该调制策略可以实现IAMC网侧功率因数可调、网侧输入电流正弦。然后,本文对协调调制策略下IAMC两端功率传输关系进行推导。并在此基础上对传统的网侧电流间接控制、网侧电流直接控制策略进行原理介绍和优缺点分析,这两种控制策略分别只对直流侧或网侧电流进行直接控制,两侧电流不能同时进行直接控制,从而影响系统的控制性能。鉴于此,本文提出一种新的IAMC控制策略,该方法将控制任务进行分解:H桥变换器以控制输出直流电流和系统有功功率为主要任务,通过移相角闭环控制来对IAMC的有功功率进行直接控制,实现直流侧电流、电压的高性能控制;而三相-单相矩阵变换器则以实现网侧功率因数的高精度控制为目标,对网侧功率因数进行直接控制;所提控制策略可保证控制系统具有良好性能。上述三种控制策略都是基于PI控制器,存在动态响应慢的问题,为此,对上述控制策略进行改进,提出一种改进型控制策略,该控制策略下IAMC网侧采用有源阻尼法、直流侧采用一种快速动态法。在MATLAB仿真平台下对四种控制策略进行对比仿真,从而得出所提控制策略的正确性与优越性。最后,为进一步验证所提控制策略的正确性,搭建IAMC的闭环实验平台,且对实验中所需的硬件元件和软件程序进行设计。根据实验波形结果,可以得出本文所提电流直接控制策略的正确性和可行性。