人类文明的高速发展依赖于能源的生产与利用,然而近年来能源短缺,环境恶化,已逐渐成为遏制人类未来发展的重要因素。在能源短缺、全球变暖的压力下,利用和发展新能源,实现电力供应低碳化成为解决这些问题的有效途径,而电动汽车作为新能源的终端设备,数量巨大潜力无限,成为新能源转换的重要应用。除此之外,传统汽车排放大量一氧化碳、氮氧化物和颗粒物,此类化合物已成为酸雨和雾霾的重要来源,且极易引起人类呼吸系统疾病,严重危害人类生存环境,而电动汽车以电力驱动,无排放污染、低碳量消耗,是未来人类出行的重要交通工具。为了应对能源危机和环境危机,国家提出争取二氧化碳排放量在2030年和2060年之前分别实现“碳达峰”和“碳中和”;并且大力发展电动汽车产业,提出将电动汽车列为“构筑产业体系新支柱”的战略性新兴产业之一。充电系统作为新能源汽车的供能设施至关重要,是电动汽车得以推广的重要基础。而Vienna整流器具有高功率密度、高效率等优点,现已被广泛应用于“Vienna整流器与谐振变换器”的充电系统两级功率变换结构中,因而研究高效率,低谐波的Vienna整流器具有重要意义。国内外学术界对此开展了大量研究工作,然而目前仍存在若干问题亟需解决。具体包括:对于基于LCL型滤波器的Vienna整流器系统,传统DPWM调制方法虽能够在一定程度上提高效率,但是容易引起并网电流谐振,恶化并网电流质量,且Vienna整流器固有的中点电压平衡问题,过零点畸变问题与DPWM调制波耦合难控;此外,在电网严重不平衡时,Vienna整流器电流谐波大幅增加等问题。为解决上述问题,本文在总结国内外学者的研究工作基础上,以Vienna整流器为研究对象,以实现高效率低谐波运行为目标,重点围绕降损耗抑谐振调制,电网不平衡工况低谐波电流控制两方面展开研究,主要工作如下:1、介绍Vienna整流器的工作原理及电流过零点畸变产生的原因,在此基础上,阐述解决过零点畸变问题的传统调制方法及其应用范围,并建立了系统控制模型,阐述其采用无功补偿控制解决过零点畸变问题,为下文的算法奠定基础。2、LCL滤波器的应用增强了系统噪声抑制能力,高频次谐波衰减能力,但引起的谐振问题影响系统性能,且开关损耗随着开关频率、系统容量的增加不断增加,严重影响着系统的运行效率;而传统DPWM调制的电压谐波广泛存在于LCL谐振频率带内,激发电流谐振,恶化电能质量。为此,本文提出一种高效低谐振DPWM调制方法。该方法包括一种降低电流谐振的DPWM调制方法,并解决Vienna整流器自身的中点电压不平衡问题、过零点畸变问题,电流谐波含量降为传统DPWM调制的一半。仿真和实验验证所提出方法的有效性。3、随着大规模电力电子设备接入电网,电网惯性降低,故障频发,影响着整流器设备的安全可靠运行。传统解决电流过零点畸变方法只能保证在电网电压跌落较浅时Vienna整流器低谐波运行,随着电网不平衡加剧,电流与电压之间的偏差角加大,Vienna整流器不再满足低谐波运行条件。为此,本文提出一种低电流谐波控制方法。该方法采用三相电流平衡且正弦控制,精准计算出传统箝位调制解决过零点畸变问题的运行范围,针对电网严重不平衡工况,采用负序补偿方式,实现Vienna整流器电网严重不平衡时低谐波运行。采用此方法,实现了 Vienna整流器高性能控制。仿真实验验证提出方法的有效性。综上所述,本文围绕Vienna整流器的降损耗抑谐振调制、电网不平衡低谐波电流控制两方面重点展开研究,为保障Vienna整流器高效率,低谐波运行奠定了坚实的基础。