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由于传统能源的日益枯竭和人们对环境的重视,电力系统正面临着巨大的变革。太阳能、风能、微型燃机等分布式发电系统将逐渐成为未来电力系统的发展方向。因此,针对发电系统中的关键部件——逆变器的结构设计与控制方法的研究必将越来越受到人们的重视。一般情况下,三相逆变电源采用三个桥臂的结构,但是这种电路结构在不平衡负载情况下,输出的三相电压是不对称的。三相四桥臂逆变器是针对三相逆变器带三相不平衡负载而提出来的一种新型拓扑结构。这种拓扑结构最大的优点是可以在三相负载不平衡时保持三相输出电压的对称输出,而且和其他三相四桥臂逆变器相比,系统的体积和重量又比较小。本文在对比分析以往国内外三相四桥臂逆变器的控制方案基础上,提出了基于单相逆变器的三相四线制控制思想。针对单相逆变器控制时提出了双环控制,即外环和内环控制。外环采用两个PI控制器对幅值和相位分别进行独立控制,确保输出电压的稳态精度；内环控制加入了比例控制器,减小了滤波电感,保证电源输出的快速响应和减少了波形的畸变。利用相关函数概念,针对电压相位检测问题提出了一种新的算法。通过仿真研究表明,所提出的控制系统具有良好的动态和静态特性,在负载任意条件下都能保持输出波形的下弦度。由于第四桥臂的滤波电感的耦合效应,使三相电压的控制变得十分复杂。针对该问题,本文提出了一种解耦控制策略,将滤波电感看成是电源内部的阻抗,并从改变电源内部阻抗思想出发,推导出变换关系式,使三相电压控制实现解耦。将复杂的三相电压的控制转化成单相电压控制问题。在本文研究的单相逆变器控制的基础之上我们采用了3次谐波注入法,提高了直流母线电压的利用率。同时解决了第四桥臂的电感值的选择问题。本文提出的控制算法计算简单和易于控制。通过仿真研究表明,该逆变的输出可带任意负载,且具有良好的动态特性和静态特性。传统逆变器的设计中通常单独利用DSP实现SVPWM生成、AD采样、相位检测及跟踪和控制策略等众多功能,这对编程技巧提出了很高的要求,如果中断及定时控制处理不当还容易导致互相干扰出现异常,甚至出现死机。本课题中仍然使用DSP实现对数据进行实时采集和计算以及控制策略的产生等功能,充分发挥其作为高速数字信号处理器的优势。同时引入FPGA,利用硬件快速产生SVPWM,使DSP与FPGA之间实现分工与协作。此种方法使得控制系统非常简洁,有利于模块化,同时编程比较简单,抗干扰能力增强,系统也易于维护和扩展。最后,本文完成了三相四桥臂逆变器主电路设计和参数设计,实现了基于DSPTMS320F2812和FPGAXC3S250E的数字化闭环控制,并对实验结果进行了比较与分析。