这些年来，随着国民经济的持续和快速发展，制造业中对电力能源的需求越来越大，人们已经认识到电力系统本身也是一种环境，对电能质量的要求越来越高。传统的相控整流采用晶闸管整流，其网侧功率因数较低，网侧电流畸变会对电网侧产生严重的谐波污染；另一方面，传统整流装置工作频率低下，能量传输效率较低。本文设计了一种三相电压型PWM整流器(简称VSR)，该整流装置具有能实现网侧单位功率因数、理想无低次谐波、直流输出电压稳定等特点，论文所做工作如下：针对三相VSR拓扑结构的特点，分析了整流器的基本原理；通过详细分析主电路的开关过程，运用开关函数的方法，通过坐标变换分别在abc静止坐标系、αβ静止坐标系以及dq旋转坐标系中建立了数学模型，为进一步的控制策略研究提供了数学基础。考虑到整个系统的输入侧性能，本文讨论了三相VSR的直接电流和间接电流控制方法，比较了不同坐标系下的固定开关频率直接电流控制方案，最终选取了dq旋转坐标系下的方案，其可以满足更高的动、静态性能。通过分析三相VSR的控制策略，针对电网电压扰动和dq旋转坐标系下三相VSR数学模型的耦合性，本文引入了基于前馈解耦的双闭环控制策略。分析基于前馈解耦策略的双闭环控制系统，设计了整流器的主电路参数和控制参数。基于实际电网电压幅值及相位由于不同因素可能会导致一定程度的畸变，而传统硬件锁相或者单相数字锁相在电网电压频率漂移时，不能快速、准确地锁定输入电流相位问题，本文设计了一种新型的数字锁相环(PLL)，更快速地跟踪电网电压的相位和频率，使得系统工作在单位功率因数状态。接着，在matlab/simulink软件平台中建立了一个三相VSR的系统模型：构建双闭环控制以及基于坐标变换的数字锁相环模型，根据理论研究及计算结果进行相应的参数设置，通过软件模拟来验证系统的运行及理论的可行性。最后，我们在实际系统中设计了相应的硬件和软件电路。硬件电路包括电流电压的采样、IGBT的选型以及驱动电路的设计，其中，驱动电路采用了光耦驱动推挽电路的形式，可以更高效的驱动IGBT功率模块；软件部分则着重分析了双闭环反馈的程序流程图。实际系统的设计验证了理论的可行性。