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电力是现代生产与生活的一种重要的能源形式,人们对电能质量的要求越来越高。随着现代生活中大功率半导体开关器件以及各类开关电源产品的使用,对电网造成的谐波问题越来越突出。为了提高电能质量,实时快速的对电网中的谐波进行补偿是非常必要的。有源电力滤波是当前谐波抑制的主要技术,采用级联H桥作为主电路拓扑结构的有源电力滤波器(APF),能够增大装置的容量,提高系统电压等级。 论文对H桥级联型变流器的拓扑结构进行了介绍,并深入的分析了其工作原理及其所独有的特点。对双极性移相载波技术(Carrier Phase-Shifted SPWM,简称CPS-SPWM)技术和单极倍频CPS-SPWM技术从数学角度进行了推导分析,并在Matlab中进行了仿真分析,数学分析结果和仿真结果都表明了单极倍频CPS-SPWM技术相对于双极性CPS-SPWM技术输出波形的谐波含量更小,波形更好。文中还讨论了将单极倍频型CPS-SPWM技术与级联H桥变流器相结合应用于有源电力滤波器的技术方案。这样的组合可以在较低的器件开关频率下等效较高的系统开关频率,在降低了器件开关损耗的同时又增大了系统的容量,提高了电压等级。今后此种结构在大功率电力电子装置中会有更为广泛的应用。 文中的谐波电流检测采用基于时域变换的谐波电流检测算法,其能够准确快速的检测出电网中的各次谐波。对于级联H桥的主电路结构,直流侧电容电压的平衡关系到系统能否稳定的运行,直流侧电容电压的平衡文中采用的是PI调节的平衡控制方法。本文对以上的控制方法在Matlab中搭建了11电平的仿真模型进行了仿真分析,仿真结果证明了以上方法的有效性和可行性。 本文设计了基于DSP与FPGA联合控制的三相级联H桥APF实验平台的软件程序。在该实验平台上对所选用的各种控制方法进行了实验验证,实验结果证明了所采用方法的正确性和有效性。