随着电力电子技术的不断发展,全控型整流装置因其输出直流电压稳定,输入低频谐波含量低,被广泛应用于社会生产的各个行业,在提高生产效率和促进经济发展等方面起着积极作用,成为现代工业生产环节中的重要组成部分。VIENNA整流电路作为一种典型的三电平整流拓扑,和两电平PWM整流器相比,输入电流所含谐波较小,开关器件承受的电压为输出直流电压的一半。和其他三电平结构的PWM整流器相比,具有开关器件少,无电压直通危险等优点,因此受到国内外研究者的广泛关注。本文首先对VIENNA整流器的拓扑结构和工作原理进行了详细分析,并利用状态空间平均法建立了其在三相静止abc坐标系下的数学模型。然后深入研究了单周期控制的基本原理,通过公式推导,分析了单周期控制方法控制VIENNA整流器的过程,并得出了核心控制方法。本文提出了数字单周期控制VIENNA整流器的实现方法,和模拟单周期控制相比,数字单周期控制具有元器件集成度高、控制方法设计灵活等优点。其次,为了解决三电平拓扑VIENNA整流器直流侧中点电压不平衡的问题,本文提出三次谐波注入式中点平衡控制方法,该方法可以明显减小电容电压交流脉动,在此方法基础上,通过进一步向桥臂开关函数中注入消除直流侧电容中点电压偏差的零序分量,提出基于等压环路的改进中点平衡控制方法,该方法可以消除直流侧中点电压脉动,控制电容电压偏差在理想范围内。最后,本文对VIENNA整流器的软硬件系统进行了详细的设计,包括主电路参数选择、控制电路和软件系统的设计,搭建了实验平台。并通过实验实现了基于DSP的数字单周期控制,同时,在直流侧接平衡负载和不平衡负载下的仿真结果和实验结果,均验证了所提出中点平衡控制方法的有效性。