随着电力电子技术的迅猛发展,特别是在功率半导体器件的制造工艺及计算机控制技术不断进步的背景下,电力电子装置得到了越来越广泛的应用,使得我们的生产效率和相应产品的质量都得到了很大的提升,并已经成为实现工业产业自动化的重要的基础设备。但由于电力电子装置有着强非线性的特点,会使得其在工作过程中产生大量的谐波和无功功率,如果不对这些谐波及无功功率进行有效的处理,这些谐波以及无功功率一旦被注入到电网中去,将会对电网造成大量的“污染”。因此,如何有效提高电力电子设备的功率因数(PF)并且降低电网电流总谐波畸变率(THD)就成为目前迫切需要解决的问题。多电平整流器以其自身的电流谐波含量较少、功率元器件的承受电压应力较低及无桥臂直通的问题等优点,逐步成为高电压、大功率场合电网应用的研究方向。由于受硬件条件以及控制复杂性的制约,目前研究的方向集中在三电平拓扑领域。在众多的三电平整流拓扑中,VIENNA整流器作为一种较为典型的三电平拓扑,适用于高电压、大功率的研究领域,相比于传统的两电平拓扑结构,可以有效降低开关管的电压应力以及交流侧的谐波含量;相比于二极管箝位型的三电平拓扑结构,其每个桥臂上只需要一个开关管,可以有效避免上下桥臂的直通问题,从而简化控制环节。因此,无论是从经济还是从安全的角度考虑,对VIENNA整流器的研究和分析都具有很大的工程价值。第一,本文给出了VIENNA整流器的工作原理,分析了该整流器在不同的开关状态下的工作模态,在此基础之上分析了VIENNA整流器工作特点,推导出在abc静止坐标系下及dq旋转坐标系下VIENNA整流器基于开关函数的数学模型及其等效电路。第二,在前文分析的基础之上,实现了在dq旋转坐标系下对于电流的解耦控制,建立了基于电压外环以及电流内环的双闭环控制的结构框图。深入分析了SVPWM的控制算法,并且实现了三电平SVPWM到两电平SVPWM的等效,从而大大简化了空间矢量合成算法的复杂度,以便于对于系统能够进行数字化控制。分析了不同矢量对于输出电容中点电压平衡的影响,给出了基于调节因数控制下的电容中点电位的平衡控制策略。第三,本文搭建了一台额定功率为7.5kW的实验样机,并根据实验目的给出了实验样机的设计参数、控制系统的结构以及软件流程图等。通过仿真以及实验验证:VIENNA整流器在基于SVPWM控制算法的电压电流双闭环的控制策略下,具有谐波含量较少、功率因数高、谐波总畸变率低的特点,实验样机是可以满足系统的各项指标要求的。