三相三电平VIENNA整流器相比于传统三相两电平PWM整流器具有器件电压应力低、电流谐波小等优点,相对于其它三电平PWM整流器拓扑具有开关器件少和无桥臂直通问题等优点。因此,作为一种低成本高性能的三相AC/DC方案,VIENNA整流器在通信电源、电动汽车充电桩、UPS不间断电源以及新能源发电领域得到了越来越广泛的应用。论文首先分析了VIENNA整流器的工作原理,推导了其数学模型,并在此基础上设计了VIENNA整流器的控制系统,然后分析了VIENNA整流器载波调制和空间矢量调制的实现方法。论文中搭建了VIENNA整流器的MATLAB/simulink仿真模型,并用该模型对VIENNA整流器的控制系统设计以及电压调制方法进行了仿真验证。直流侧中点电压不均衡作为三电平拓扑固有的问题,本文对VIENNA整流器的中点电压不均衡问题进行了深入地研究,论文通过把中点电压不均衡分成交流不均衡和直流不均衡两种情况,分别对其进行研究。针对中点电压交流不均衡(即中点电压振荡),本文分析了其形成机理,推导了振荡电压的时域方程,并建立了中点电压振荡幅值与电路参数的数量关系。针对带不平衡负载导致的中点电压直流不均衡,本文研究了其直流不均衡电压的估算方法。针对VIENNA整流器中点电压不均衡的抑制问题,本文从直流侧中点电流出发,推导了能使直流侧中点电流为零的理想零序分量。通过在调制波中叠加该理想零序分量的方式消除直流侧的中点电流,从而实现对中点电压振荡的抑制,推导了能使中点电流具有直流均衡能力的条件,并基于此提出了一种基于PI调节器的直流不均衡抑制环路。通过结合交/直流不均衡抑制方法,本文提出了一种VIENNA整流器中点电压复合均衡策略,该复合均衡策略能同时实现对直流不均衡和交流不均衡的抑制。仿真和实验结果证明了该中点电压复合均衡控制策略的有效性。最后,本文设计了一台VIENNA整流器样机,详细介绍了该样机的软硬件系统的设计过程。在样机的基础上,通过实验验证了前述VIENNA整流器的控制系统设计,电压调制方法,以及前述中点电压均衡策略。