脉宽调制(Pulse-Width Modulation-PWM)功率变换器的电流控制技术是现代电力电子学的重要研究课题之一。许多功率变换器的具体应用,如有源电力滤波器(Active Power Filter-APF)、PWM整流器、功率因数校正(Power FactorCorrection-PFC)、逆变器等,都要求具有优良动态性能的高精度电流控制。本文重点研究一种用于电压型变换器(Voltage Source Converters-VSC)的抛物线法电流控制新技术。该方法采用一对特定的抛物线函数曲线,以控制电流跟踪误差的正负峰值和PWM开关时刻,可实现变换器输入/输出电流的高精度、快速跟踪控制。详细分析并系统构建了该方法的理论基础,并给出了具体实施方案。结合理论分析和图示法,研究了该方法在各种工况下的收敛性与稳定性问题。与经典的滞环法和同步开关法进行了比较研究,表明该方法不仅具有经典滞环法的优良动态性能和控制精度,还能保持开关频率基本恒定。为提高抛物线法电流控制技术的控制性能,本文就关键影响因素以及具体控制策略开展了多项应用基础研究。分析了变换器输入/输出端串联电感及内阻、低压侧(或交流侧)电压变化等对抛物线法电流控制性能的影响,导出了影响抛物线信号幅值的定量公式,指出电感值对控制性能的影响较大;进一步基于开关频率偏差,提出了一种自适应的参数补偿控制方法,以改善电流控制性能。以三相三线电压型变换器系统为研究对象,系统研究了抛物线法电流控制技术的三相解耦控制问题,并提出了两种解耦控制方法,即“虚拟零序电流解耦法”与“虚拟两相电流解耦法”。前者基于叠加原理,采用三个独立的抛物线法电流控制器,易于实现三相三线电流控制与三相四线电流控制的互换;后者基于重构的两相虚拟电流,采用两个独立的抛物线电流控制器,使得开关次数与开关损耗显著减少。为验证抛物线法电流控制技术的有效性,本文开展了大量的仿真分析与实验研究。基于抛物线法电流控制器,分别建立了正弦波逆变器、PWM整流器、PFC和APF的电压-电流双闭环控制系统数学模型,并给出了上述各系统的调节器设计方法和参数整定公式。具体研制了220V/1.5kVA的单相电压型正弦波逆变器、PWM整流器、PFC和APF等实验装置,以及三相APF和PWM整流器的综合实验平台。仿真和实验结果均表明,抛物线电流控制技术具有优良的动态性能和控制精度。结合抛物线电流控制技术在APF、PWM整流器中的具体应用,并基于开发的综合实验平台,本文从控制系统的层次和角度,还深入研究了APF的控制与补偿策略。分析了谐波检测信号在APF闭环控制系统中的作用,阐明了APF电源电流直接控制策略与APF经典控制策略之间的内在联系,揭示了这两种控制策略的等价性,以及APF电源电流控制策略与PWM整流器控制策略的统一性。通过建立电网的谐波传递模型,从理论上详细分析了现有的两种主要APF补偿策略的优劣,进一步揭示指出:对抑制谐波传递而言,将非线性负载最终补偿为一个等效线性电阻,要优于将非线性负载的馈线供电电流最终补偿为基波正序有功电流,且APF控制策略的实现也相对简单。仿真和实验验证了上述结论的正确性。