随着电力电子装置在电能变换领域中的广泛应用,给电网带来了很大的谐波污染。在这些装置中,整流器占了大部分。因此,高功率因数、谐波含量低的整流装置及其控制策略是目前研究的热点问题。其中,VIENNA整流器因开关管数量大为减少、功率因数高和电流谐波含量低、桥臂开关管无死区电压、控制电路简单等优点而引起了国内外学者对其拓扑结构及控制策略的广泛关注。VIENNA整流器是一种优秀的三电平拓扑结构,是提高功率因数的重要技术手段,对其控制策略进行深入研究,可以进一步提高VIENNA整流器性能指标。论文主要从VIENNA整流器的空间矢量调制、电流控制、电网不平衡状态下的控制方案等关键性问题进行了研究,提出了解决问题的新思路与策略。论文主要完成了以下的工作:(1)简要分析了VIENNA整流器的工作过程及数学模型,为论文所研究的控制策略提供了理论依据。(2)简要分析了VIENNA整流器空间电压矢量的分布及其对中点电压的影响,对VIENNA整流器中点电压不平衡机理进行了理论分析。证明了采用传统SVPWM调制算法的VIENNA整流器存在3倍基波频率的低频振荡;而且当调制度M比较大并且功率因数较低时,由中矢量引起的中点电压不能完全进行平衡控制。针对传统SVPWM调制算法的不足,提出了VIENNA整流器采用虚拟空间矢量调制算法。该算法可以在全调制度和负载功率因数范围内对电容电压进行平衡控制,但该算法增加了开关次数,导致损耗变大。综合这两种算法的不足,提出一种混合的空间矢量调制方法,充分考虑传统SVPWM调制算法及虚拟空间矢量调制策略优点与不足。同时,提出了一种基于准确补偿控制与滞环控制相结合的VIENNA整流器中点电位优化算法。(3)分析了基于PI算法的VIENNA整流器电流控制策略,从理论上分析了该算法的局限性。由于VIENNA整流器是一种强耦合的非线性系统,使用PI算法的VIENNA整流器比较难达到理想的控制效果,尤其是在动态特性方面。针对这一问题,提出了VIENNA整流器的无源性控制,建立了VIENNA整流器的EL模型与PCHD模型,并分别在EL模型采用无源滑模变结构控制算法、在PCHD模型中采用IDA-PB算法。分析、讨论了VIENNA整流器d轴参考电流的3种产生方式,即根据能量平衡原理来计算获得、利用PI算法的电压外环来获得、利用滑模变结构控制算法的电压外环来获得。对电压外环采用PI算法的动态特性进行了理论分析,当VIENNA整流器在启动或发生负载突变等动态变化时,PI控制器的参数跟直流侧输出电压值、d轴电流的变化率都有关,故PI控制器的动态特性比较差。为了满足系统对动态特性及鲁棒特性的要求,提出了适用于VIENNA整流器电压外环的滑模变结构控制策略。对所提出的各种控制算法进行了仿真与实验验证,其中的电流内环采用无源滑模变结构控制、电压外环采用滑模变结构控制的策略能很好地实现控制性能,特别是在系统启动、负载突变等工况时动态特性好,鲁棒性强。(4)从理论上分析了电网电压不平衡对VIENNA整流器运行所产生的影响,分析了常规的功率控制方法。提出了抑制VIENNA整流器交流负序电流、直流侧电压2次谐波的控制方法,并给出了电网电压不平衡状况下VIENNA整流器正负序电流内环独立控制的方法。接着,提出一种新型的电网不平衡状态下VIENNA整流器瞬时功率分析方法,提出了αβ坐标系下的电网侧功率控制、整流器输入侧功率控制策略下的参考电流计算的新型方法,并设计了基于比例谐振滑模变结构控制的VIENNA整流器的控制器。