随着电力电子技术的发展,功率半导体开关器件性能不断提高,促进了电力电子变流装置技术的发展。由于三电平中点箝位PWM整流器能够实现高压大容量电能变换,而且具有输入电流正弦性良好、直流输出电压和网侧功率因数可调节、动态响应快,与PWM电压型逆变器构成的双PWM变频器可实现电机的四象限运行,因此三电平PWM整流器得到越来越广泛地应用。本文以中点箝位三电平PWM整流器为研究对象,推导了其在三相静止坐标系下的数学模型。引入坐标变换的概念,得到三电平整流器在两相静止和同步旋转坐标系下的数学模型,并设计了一种带有前馈控制的、用于获得电网电压相角的数字锁相控制系统。三电平PWM调制算法一直以来都是三电平变换器的研究重点。本文首先对三电平整流器作PWM分析,在网侧电流一定的情况下,研究每个矢量对整流器的影响。并在前人学者提出g-h坐标系的思想下,给出了一种实用的基于g-h坐标系的三电平SVPWM简化算法。在不同的直接电流控制方式中,本文选用电压外环和电流内环的双闭环控制系统结构。事实上,实用化的PWM整流装置绝大多数采用这种控制方法。双闭环控制的主要特点是物理意义清晰,控制结构简单,控制性能优良。本文在分析直接电流控制系统原理的基础上,结合最佳工程参数设计方法,给出了三电平整流器控制器参数的设计步骤与方法。最后,使用Matlab/Simulink软件进行系统仿真和样机试验,研究了三电平整流器在额定负载与能量回馈时的性能,验证了锁相环、SVPWM算法和双闭环整流控制系统的有效性和可行性。