VIENNA整流器是一种高功率因数、低谐波、输出电压可控的三电平PWM整流器,其向直流侧传输有功功率的同时还可避免往电网注入大量的无功功率与谐波,现已受到国内外学者的广泛关注与青睐,如何更好的控制VIENNA整流器是研究的重点问题,课题对VIENNA整流器控制策略进行研究,以期推动其工程实用化。首先,建立了VIENNA整流器数学模型,介绍了同相层叠载波调制策略原理,分析了基于PLL(Phase-Locked Loop)的电压定向电流解耦控制原理,设计了数字控制器及网侧滤波电感,完成了10k W VIENNA整流器样机研制。其次,针对VIENNA整流器传统PI控制器难以无静差跟踪交流指令和直流侧单一闭环控制策略下动态调节速度慢的不足,将比例谐振PR(Proportional Resonant)控制器拓展至VIENNA整流器电流内环中以实现无误差跟踪交流电流指令,同时引入负载电流前馈控制来增强系统对负载扰动的抑制能力。推导了前馈函数解析表达式,分析了前馈因子对系统动态性能的影响,并给出了前馈因子的选择依据。最后,针对三电平拓扑中点电位波动的共性问题,改进了一种新型的基于动态调节因子的中点电位抑制方法,其能够基本消除中点电位的三次基频波动,同时对直流偏差具有一定的抑制能力,在特殊工况(直流侧电容参数不对称以及负载不平衡)下也能有效抑制中点电位的不平衡。通过PSIM 9.03对所述方案进行仿真验证,并搭建了VIENNA整流器实验样机对所述方案进行了实验验证。仿真和实验结果表明:(1)基于PLL的电压定向电流解耦控制下具有较高的网侧功率因数和低谐波畸变率,且具有良好的输出稳压性能;(2)带负载电流前馈的PR控制可以改变系统的闭环动态等效阻抗(或导纳),在保持网侧单位功率因数的同时具有更好抗负载扰动性;(3)改进的新型动态调节因子中点电位抑制方法能够有效抑制中点的三次基频波动。