随着社会的发展和科技的进步,电能质量的研究越来越受到国家的重视,解决用电设备对电网的污染问题具有重要意义。现代工业中,非线性负载的大量使用,如电机、二极管整流器等,使得大量的无功电流和谐波电流注入电网,严重影响了电网质量。双PWM变流器以其功率因数高、能量可双向流动、谐波含量低等优点,广泛应用于轨道交通、钢铁工业等领域,改善了用电设备对电网的污染问题。其中电压型双PWM变流器以调压范围广,应用场合多等优势,受到越来越多学者的关注。因此,本文以电压型双PWM变流系统为研究对象展开研究。本文首先研究双PWM变流系统的基本原理。建立PWM整流器的数学模型,对比不同的调制方式,详细分析PWM整流器的三种运行模式;依据三相异步电机四象限运行基本理论,分析了三相异步电机四象限运行的条件及其功率平衡关系。其次,设计双PWM变流器的各个组成部分,包括整流部分的基于二阶广义积分器的单相数字锁相环,及基于比例积分调节的双闭环控制器设计;逆变部分的基于三相异步电机恒压频比控制的变频器设计,同时对每个环节进行仿真分析与实验验证;分析了基于PWM整流器、PWM逆变器和异步电机构成的双PWM四象限变流系统的功率平衡关系。再次,针对双PWM变流器轻载下网侧电流谐波问题进行研究,对谐波产生的原因进行分析;设计了抑制电流谐波的基于准比例谐振的电流内环控制器,详细对比分析了各个参数对准比例谐振控制器性能的影响,并进行仿真分析和实验验证;设计了抑制直流电压纹波的基于滑模变结构的电压外环控制器,并通过仿真进行验证。最后,搭建了基于DSP28335控制器的双PWM变流器硬件实验平台,编写控制器应用程序,设计人机交互界面,建立了完整的双PWM变流系统。同时对双PWM变流器构成的对拖实验平台进行实验,验证了系统的可靠性和稳定性。