随着大功率自关断器件和智能高速微控制芯片的不断发展,大功率电力电子变流装置的研究越来越深入,在大容量电机驱动、交直流电力传输等场合的应用也越来越广泛。在大功率电力电子变流装置的实现上,一个重要的问题就是大功率器件的工作频率较低,无法应用高性能PWM技术等优秀的调制技术。CPS-SPWM技术是为了解决该问题而提出的崭新技术。本文对CPS-SPWM技术及其有源电力滤波器中的应用做了一些研究工作。 本文首先分析了载波相移SPWM技术(CPS-SPWM)的基本原理。CPS-SPWM是多重化与SPWM技术的有机结合,能够在较低开关频率下实现较高等效开关频率。本文还研究了CPS-SPWM的线性度和传输带宽等技术指标。 具有独立电源的级联H桥多电平变流器具有每个变流器单元结构相同、所用元件数少、易于实现电路的模块化设计和封装等一系列优点,因而在无功补偿和有源电力滤波器等领域有广泛的应用前景。本文详细分析了级联型多电平变流器的工作原理,提出了基于CPS-SPWM技术的级联型多电平变流器。它在大功率变流器领域具有很好的应用前景。 本文研究了基于CPS-SPWM技术的级联型多电平变流器在有源电力滤波器(APF)中的应用问题。本文分析了基于瞬时无功功率理论的谐波及无功电流检测方法,并研究APF直流侧与交流侧控制方案。所提控制均通过仿真验证。 本文最后设计了一个5kVA的APF做实验验证。该样机包括主电路、谐波检测电路、DSP控制器和基于FPGA的多路PWM波形发生器等几个主要部分。本文详细给出了各主要参数的分析与设计过程。最后实验结果表明,该系统性能良好,能在较低开关频率下得到较好的补偿性能。