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多电平逆变器具有体积小、效率高、输出电能质量好等优点,在电能变换领域有较大的市场需求和应用前景。多电平逆变器输出电平数的增加能够降低其输出谐波含量,提高输出电能质量。然而,受逆变器体积、成本以及输出性能的限制,多电平拓扑的电平数不易扩展,目前工业上应用较多的是三电平和五电平逆变器。为此,寻求结构简单、电平数易于扩展的多电平逆变器拓扑具有重要的研究价值。结合开关电容能输出二倍电容电压的特点,本文研究了一种含开关电容的有源箝位多电平逆变器(Switched-Capacitor Active Neutral-Point Clamped,SC-ANPC),重点从拓扑构成、调制策略以及电容电压控制策略等多个方面展开研究,主要内容包括:(1)结合开关电容模块能输出二倍电容电压以及有源箝位(Active Neutral-Point Clamped,ANPC)多电平拓扑器件数量较少的特点,研究了含开关电容的有源箝位多电平拓扑的构成方法。从开关管、电容和冗余开关状态三个方面,对比分析了所提SC-ANPC多电平逆变器与ANPC多电平逆变器的特性。(2)分析了 SC-ANPC七电平和九电平逆变器的拓扑结构及工作原理。在此基础上,以开关管动作次数限制为约束,分别研究了七电平和九电平拓扑的一维SVPWM策略,通过仿真验证了三段式一维SVPWM策略的有效性。(3)针对SC-ANPC七电平逆变器的开关电容电压均衡问题,分析了开关电容串、并联时的充放电过程,研究了影响开关电容稳态电压的参数,计算得到开关电容电压自平衡的功率因数角范围。结合一维SVPWM策略,给出了三种基于电压空间矢量的开关电容电压控制策略,然后对比了它们的控制效果,由对比结果可知:相比其他两种控制,采用开关电容电压滞环控制时开关管动作次数较少,并且通过调节滞环宽度能将电容纹波电压控制在较小的值。利用MATLAB/Simulink搭建了仿真模型,并研制了一台单相SC-ANPC七电平逆变器实验样机,仿真和实验结果验证了三种控制策略的有效性。(4)针对SC-ANPC九电平逆变器的开关电容电压以及飞跨电容电压均衡问题,分析了不同开关矢量下开关电容和飞跨电容的充放电过程。在此基础上,以开关管动作次数限制为约束,采用五段式一维SVPWM方法来选择逆变器的开关模式。分析了开关电容和飞跨电容的电压滞环原理,讨论了二者电压滞环控制的相互配合,给出了 SC-ANPC九电平逆变器的电容电压滞环控制策略。利用MATLAB/Simulink搭建了仿真模型,并基于dSPACE1005和Typhoon602联合实时仿真系统搭建了实验模型,仿真和实验结果验证了控制策略的有效性。