电力系统中电能质量一个主要指标就是三相电压不平衡度，不平衡的三相电压会对电力系统及电力设备造成危害。针对带不平衡负载的三相电压源逆变器输出电压不平衡问题，本文对三相四桥臂逆变器展开深入的研究。本文完成了三维空间矢量脉宽调制算法的推导。从开关损耗和谐波总量对比，分析了几种不同开关顺序算法的性能。分析表明四桥臂逆变器调制算法的性能和三桥臂逆变器相同调制算法的性能是相似的，分析同时选出了质量最好的开关顺序算法。本文构建了基于瞬时对称分量法下四桥臂逆变器的平均模型，并提出一种改进型控制方法。该逆变器在带三相不平衡负载的情况下，可以提供三相平衡电压。三相电压和电流通过瞬时对称分量法可以分解为瞬时的正序、负序和零序分量，并在各自的参考系中转变成直流信号，再分别加以PI控制。本文给出了控制器设计的详细推导和软件实现方法。本文通过基于SABER仿真平台的系统仿真实验和基于TMS320F2812控制的物理实验，对三相四桥臂逆变器系统进行了开环和闭环实验验证，结果表明，按照本文提出的设计方案，带不平衡负载可以输出三相平衡电压，实验结果验证了控制策略的有效性和可行性。