基本概念
四桥臂变换器是一种特殊的电力电子变换器拓扑结构。它在传统的三相三线制变换器（如三相逆变器）的基础上增加了一个第四桥臂。主要用于三相四线制系统中，能够有效地处理不平衡负载问题。
拓扑结构
四桥臂变换器通常由四个桥臂组成。前三桥臂连接三相交流输出，第四桥臂连接到中性线。每个桥臂一般由功率开关器件（如 IGBT – 绝缘栅双极型晶体管）和与之反向并联的续流二极管构成。以电压源型四桥臂变换器为例，直流侧有一个直流电压源，通过四个桥臂的开关动作，将直流电压转换为三相交流电压输出，并且可以控制中性线电压。
工作原理
它的工作原理基于脉宽调制（PWM）技术。通过对四个桥臂的功率开关器件进行适当的 PWM 控制，可以合成期望的三相输出电压和中性线电压。
在三相平衡负载的情况下，其工作方式类似于传统的三相三线制变换器。但当负载不平衡时，第四桥臂发挥关键作用。例如，当某一相负载突然增大或减小时，第四桥臂可以调节中性线电流，使三相输出电压仍然能够保持相对稳定，避免了因负载不平衡导致的中性点位移等问题。
控制策略
电压控制：采用闭环电压控制策略，通过检测三相输出电压和给定的参考电压进行比较，利用 PI（比例 – 积分）控制器或其他先进的控制器（如模糊控制器、滑模控制器等）生成 PWM 信号来控制桥臂开关器件的导通和关断，从而实现对输出电压的精确控制。
电流控制：可以采用间接电流控制或直接电流控制。间接电流控制是通过控制输出电压来间接控制输出电流；直接电流控制则是直接检测输出电流并与参考电流比较，生成控制信号。对于不平衡负载情况，还需要考虑中性线电流的控制策略，确保中性线电流在合理范围内。
应用领域
不间断电源（UPS）：在 UPS 系统中，四桥臂变换器可以为负载提供高质量的三相四线制交流电源。当市电出现故障或电压波动时，它能够快速切换到电池供电模式，并通过精确的控制保证输出电压的稳定性和三相平衡性，为对电压质量要求较高的计算机设备、通信设备等关键负载提供可靠的电力保障。
分布式发电系统：在太阳能光伏发电系统、风力发电系统等分布式发电系统中，四桥臂变换器可用于将直流电转换为三相四线制交流电并入电网。由于分布式发电系统的输出功率可能会受到环境因素（如光照强度、风速等）的影响而波动，并且负载情况也较为复杂，四桥臂变换器能够有效地处理这些情况，保证电能质量。
工业电机驱动：对于一些需要三相四线制供电的工业电机，特别是在存在不平衡负载的电机驱动场合，四桥臂变换器可以提供稳定的电源，减少电机的转矩脉动和发热，提高电机的使用寿命和运行效率。