单相PWM(Pluse width modulation)整流器以其具有高功率因数、谐波含量低和能量可双向流动等特点,已广泛应用于铁路电力牵引和新能源发电等领域。PWM整流器的性能主要由其控制策略决定,因此对其控制算法展开研究具有重要的理论意义和现实意义。本文主要内容对单相两电平PWM整流器的DQ直接电流解耦控制和直接功率控制策略进行全面深入的研究。具体研究内容如下：针对单相两电平PWM整流器拓扑,首先分析了其工作原理,通过定义等效开关函数,建立其等效数学模型。然后分析了常用的瞬态电流控制算法工作原理,并对目前应用较多载波脉宽调制(CBPWM)和空间矢量调制(SVPWM)算法的实现原理进行了详细的分析。根据DQ直接电流解耦控制的特点,推导了单相PWM整流器网侧电流DQ解耦分量的计算方法。针对传统基于滞环矢量开关表DQ电流解耦控制算法的系统结构简单、动态响应性能快,但开关频率不固定、电流谐波含量大的特点和基于PI控制器的DQ电流解耦控制算法的稳态性能好、开关频率固定但PI控制器参数设计复杂的特点,提出了一种恒频滞环DQ电流解耦控制算法。该算法兼顾了以上两种算法的优点,并分别对这三种DQ电流解耦控制算法进行了计算机仿真分析和对比验证。基于三相瞬时功率理论,给出了单相瞬时功率的计算方法,推导和建立了单相PWM整流器的功率数学模型。针对传统基于滞环开关表直接功率控制算法的系统结构简单、动态响应性能快但开关频率不固定、电流谐波含量大的特点和基于PI控制器的直接功率控制算法的稳态性能好、开关频率固定但PI控制器参数设计复杂的特点,提出了一种恒频滞环直接功率控制算法,并完成了该算法的计算机仿真分析和验证。该算法保留了滞环比较器的快速动态响应性能,同时采用了SVPWM算法固定了开关频率。本文为了验证上述算法的有效性和可行性,搭建了小功率单相两电平PWM整流器实验平台,给出了相应的硬件和软件设计方法,并对上述算法进行了实验测试和验证。