随着社会进程的不断加快，人类社会发展到一个空前的高度，尤其是工业方面，已经远远超出了历史同期水平。但是，伴随着一系列瞩目的成就，地球的生态环境也急剧恶化，占世界消费主导地位的煤炭、石油、天然气等化石能源也日益枯竭，因此，人们逐渐把目光投向了取之不尽用之不竭的天然资源，风能作为其中的代表，不仅清洁环保，而且十分安全可靠，越来越受到人们的重视。近几十年来，衍生出多种风力发电机组。其中最主要的代表是双馈风力发电机组和直驱风力发电机组。本课题主要针对直驱风力发电系统机侧的变流器进行控制与研究，经过对系统的理论分析后，对在不同情况下整流器的运行情况进行了仿真，并搭建了一套整流系统平台，在其上进行了实验，验证了前期理论和仿真的正确性。首先，在理论分析方面，本文简要介绍了永磁同步发电机的工作原理，并建立了其在三相静止坐标系下的数学模型，同时利用坐标转换公式推算出其在两相同步旋转坐标系下的数学模型；另外，介绍了本文所使用的主电路拓扑二极管箝位型三电平PWM整流器的工作原理和它在两种坐标系下的数学模型。其次，在理论分析的基础上研究了两者的控制策略，设计了基于PI调节器的双闭环控制策略，通过设计电流内环实现了网侧电流正弦化并运行在单位功率因数状态，通过设计电压外环实现了直流侧稳定输出，同时运用MATLAB/Simulink软件，采用基于平衡因子的中点电位控制策略对二极管箝位型整流电路的中点电位不平衡问题进行了仿真，实现了在突变负载的极端情况下对中点电位的调节。另外，考虑到直驱风力发电系统中因风速不断变化而引起永磁同步发电机所发出三相交流电的频率和幅值也不断变化的特点，本课题对这一情况也进行了仿真模拟，实现了在变频变幅条件下网侧电流正弦化并与电网电压同相以及直流侧稳定输出的目标。最后，本课题用TI公司的TMS320F28335型号DSP和Altera公司的EP3C25Q240C8N型号FPGA作为核心数字处理芯片，进行了程序的编写并完成了对仿真中所模拟情况的实验验证，最后经过对比，完成了预期目标。