随着经济的发展,越来越多的变流装置如变频器、高频开关电源,应用到现代工业中。由于这些装置需要直流电压,因而需要整流部分。传统的整流器由于采用了二极管不控整流或者晶闸管相控整流因而谐波与无功会伴随着电流注入到电网,对电网形成一定的污染。同时随着电力电子技术的迅速发展,大量的非线性负载被引入电网,导致了日趋严重的谐波污染。因此以PWM为基础的各种新技术被引入到功率变换装置中,有效的降低了谐波污染问题,并得到了广泛的应用。本文以三相电压型PWM整流器为目标研究其控制策略。本文首先根据三相电压型PWM整流器的拓扑结构,介绍整流器的工作原理以及在三相abc坐标系、两相静止αβ坐标系、两相旋转dq坐标系的数学模型。同时引入瞬时功的概念,介绍瞬时有功功率、无功功率的计算方法,进而论述直接功率控制策略的原理及系统结构。根据文献把现有的控制分成三种:矢量控制、基于开关表的直接功率控制、基于空间矢量的直接功率控制。分别简要介绍这三种控制策略,并对其重要的组成模块进行了详细分析。同时对这三种控制策略建立仿真模型,通过仿真结果进行了理论分析和仿真分析,得出这三种控制策略的优缺点。根据预测直接功率的分类,本文着重对模型预测直接功率控制和无差拍预测直接功率控制进行了研究。首先基于传统的模型预测控制原理提出了一种简单、没有限制的模型预测直接功率控制。其次针对实际系统中系统的采样、算法无法瞬时完成,存在着一个周期的控制延迟和瞬时有功无功误差消失之后控制器就不能较为有效地选择合适的控制矢量的问题,本文分别引入延迟补偿和重复控制对控制系统进行优化。在Matlab/Simulink环境下分别搭建无优化的预测直接功率控制系统模型和优化的预测直接功率控制模型,并进行了仿真对比分析。同时,研究在参数不匹配的情况下不同控制策略的系统性能,并进行了仿真对比分析。综合以上仿真结果可以得出,优化的预测功率控制比无优化的预测功率控制的控制效果好很多,能够获得更好的稳态性能和动态性能。最后,进行了以数字信号处理器(TMS320F28335DSP)为控制核心的三相电压型PWM整流器的硬件和软件设计,对本文提出的方法进行了验证。