与二极管和晶闸管整流器相比,多电平PWM整流器因其具有网侧电流正弦化、输出电压脉动低、能量可双向流动、功率因素可调等优点而得到广泛应用。目前有关PWM整流器的研究都是基于电网平衡条件下的,但若忽略实际运行的不平衡,因为负序分量的存在,会使变流装置运行性能下降。本文以二极管箝位型三电平NPC整流器为研究对象,根据电网不平衡情况下对控制系统的影响,进行数学建模及新型参考电流发生器的深入设计和研究。对三电平整流器的数学模型进行研究,基于开关函数推导出三相静止坐标系a-b-c及两相旋转坐标系d-q下的常规数学模型。当电网不平衡时,采用传统的控制策略,会使交流侧电流畸变率增大,直流侧电压产生纹波。本文采用的方法中没有锁相环和坐标变换,简化了计算过程;在静止坐标系的情况下,提出了新的参考电流发生器,可以用比例谐振(Proportion Resonance——PR)控制器同时补偿有功和无功电流,同时引入参数,可调节功率因素。传统PWM整流器控制策略具有动态响应慢、参数鲁棒性差等缺点,而模型预测控制(Model Predictive Control——MPC)是通过对系统未来有限时间域内的状态进行判断来确定当前控制动作的控制方式,是一种非线性的最优化控制方法,具有控制效果好、鲁棒性强的特点。传统的MPC方法在线计算量过大,为减少循环滚动的次数,简化控制算法,利用参考矢量分解方法将三电平降阶为两电平。当电网不平衡时,研究了一种基于模型预测控制的电网不平衡控制方法,以网侧电流对称、中点电位平衡为控制目标,经滚动优化实现非理想电网情况下的三电平整流器控制,通过仿真验证了该方法的有效性和可行性。最后,搭建二极管箝位型三电平整流器硬件平台完成实验,设计DSP和FPGA算法,验证上述控制算法在电网不平衡情况下的有效性。