伴随着能源紧缺和环境污染问题的日益严重,对新能源的利用已逐步成为世界关注的焦点问题,因此三相PWM整流器在新能源发电领域得到了广泛的应用,成为了风电领域的一个重要研究方向。但是,目前的三相PWM整流器在应用时大都存在抗干扰能力差、谐波污染严重等问题,并且需要多个传感器,增加成本的同时会影响其稳定运行。因此本文采用了基于虚拟磁链定向的直接功率控制,并对其中的控制策略和虚拟磁链观测器进行了改进,解决了传统方法在运行中出现的问题,保证该系统的可靠稳定运行。本文首先分析了三相电压型PWM整流器的主电路拓扑结构,简述了工作原理,并建立了三相电压型PWM整流器在三相静止abc坐标系、两相静止αβ坐标系及两相同步旋转而坐标系中的数学模型,为深入分析三相PWM整流器的直接功率控制系统的研究奠定了理论基础。其次,本文通过对于基于电压定向的直接功率控制及基于虚拟磁链定向的直接功率控制作比较,选择了稳定性好、成本低的基于虚拟磁链定向的直接功率控制策略。并且对于传统虚拟磁链观测器和采用一阶低通滤波器所构成的虚拟磁链观测器进行了分析与研究,在MATLAB/SIMUNLINK中搭建了基于虚拟磁链的滞环直接功率控制(VF-DPC)模型,通过仿真验证所提控制策略的准确性。在该理论研究的基础上,针对系统动态响应速度较差的问题,本文引入了一种新型虚拟磁链观测器,将其与预测控制技术相结合,提出了一种基于虚拟磁链的预测直接功率控制(VF-P-DPC)方法,解决了电网电压动态跌落时系统动态响应速度慢的问题,同时实现了功率开关器件开关频率固定,便于网侧滤波电感的设计。并且针对三相电压型PWM整流器所提的控制策略进行了仿真和实验验证,验证结果都表明,改进后的控制策略实现了更佳的动态响应性能和稳态运行性能,具有理论准确性和工程应用价值。最后采用数字信号处理器TMS320F2808DSP作为控制单元,针对本文提出的控制策略,搭建了三相电压型PWM整流器试验系统平台,对其中的主电路硬件系统及控制系统做了详细介绍,并通过对实验结果的分析验证了本文所提出的三相电压型PWM整流器控制方法在理论上的正确性及工程中的实用性。