电力电子装置广泛的应用于工业生产与生活之中,给人们带来了极大便利的同时也给电网造成了严重的谐波污染。随着各国电网接入标准的提高,APFC技术也成为电力电子行业研究的热点。三相PWM整流技术通常应用于高电压、大功率场合,但传统的三相整流器结构复杂、难以实现高的功率密度,VIENNA整流器是一种新型的三相三电平整流器,具有结构简单、容易实现高频化和高功率密度的优点,成为大功率PWM整流器研究的重点结构。传统PID双闭环控制性能一般,新型的控制方法性能好但计算量大,而分数阶PID能够以相对较少的计算量得到较好的控制性能,本文将分数阶PID应用于VIENNA整流器,为整流器的控制设计提供一种方案。本文从VIENNA整流器的工作原理出发,得到VIENNA整流器的不同工作模态以及数学模型;为简化分析运算,在平均模型下将整流器的三相解耦,推导出abc坐标系下的近似等效模型,得到电流到电压、占空比到电流的传递函数以及系统的控制结构,为整流系统的设计提供依据。引入分数阶微积分的数学定义,给出分数阶PID控制器的结构;鉴于分数阶PID参数整定难度较大的问题,提出采用优化算法进行参数整定的方法,并给出具体的整定流程;为便于采用DSP实现数字式分数阶PID控制,提出将分数阶PID近似化、离散化处理的方法;并基于VIENNA整流系统进行了分数阶PID控制器的参数整定,在Simulink平台进行VIENNA整流器的仿真验证。设计VIENNA整流器的软硬件结构,搭建三相AC220V输入、700V输出并具有2kW带载能力的VIENNA整流器实验平台。实验结果表明VIENNA整流器能够实现较高的开关频率,从而得到高的功率密度;同时表明将分数阶PID控制应用于整流器系统中并通过优化算法进行参数整定的方案是可行、有效的。