三相逆变器输出对称电压波形是电能质量最基本的要求,但是越来越多的不对称负载和非线性负载对逆变系统的输出造成干扰,造成电压的严重失衡,影响电能质量。本文主要研究三相四桥臂逆变器在搭载不平衡和非线性负载时的输出问题,通过设计逆变器的闭环控制方式来获得三相对称输出电压。利用对称分量法和坐标系变换原则,构建出静止坐标系和旋转坐标系下三相四桥臂逆变器的数学模型和平均大信号模型,并观察逆变器的耦合情况。在旋转坐标系下实现逆变器第四桥臂和前三桥臂之间电压、电流的解耦。介绍并比较基于a-b-c静止坐标系和α-β-γ坐标系下的三维空间矢量调制策略,最终选择开关电压矢量选取和占空比计算更为简单的a-b-c坐标系下3D-SVPWM作为本文仿真的基础。采取PI控制作为三相四桥臂逆变器的闭环控制策略。在完成d轴和q轴前馈解耦的基础上,实现将正序电压调节为预设值,负序和零序电压调节为零,再将调节后的直流分量逆变换为三相交流分量,利用序分量的合成获得三维空间矢量调制的指令电压。最后给出PI控制器和重复控制器参数的整定原则,并将PI控制做出改进,与重复控制相并联,实现效果更优的复合控制。通过Matlab/Simulink仿真平台,搭建完整的四桥臂逆变器仿真模型,模拟四桥臂逆变系统在负载平衡、不平衡以及负载发生突变时的情况,分析控制效果并观察输出波形。仿真结果表明,按照本文提出的设计方案,逆变器在负载不对称、非线性、突变等大干扰情况下均能保持良好的动态性能,且能输出较为理想的三相对称负载电压。最后,以DSPIC5015控制芯片为核心进行试验样机的设计,详细介绍了不同模块的选型和设计原理,并模拟实际应用场合下三相四桥臂逆变器的运行情况,输出结果表明了控制策略的正确性和试验样机的可行性。