伴随着现代生活和社会生产的不断发展,人们对于电能质量的要求也不断提高。电力电子变换器正是顺应时代需求而生的,既能够实现电力系统的环境维护,也能够高效合理的利用电力能源。其中PWM整流器因为具有可以在单位功率因数下运行、支持能量双向流动等优点,广泛应用在电动汽车充电、可再生能源并网发电等领域。本文选择的研究对象是具有谐波补偿功能的单相PWM整流器,对单相PWM整流器的控制方式、直流侧二倍频波动抑制、谐波检测与补偿等问题展开深入研究。针对传统理论的单相锁相环q轴分量中存在谐波的问题,从理论出发,得出是由于坐标变换导致工频波动转化为谐波干扰的结论。为了提高锁相精度,传统理论一般选用LPF低通滤波算法,虽然能够滤除这部分谐波分量,但是会降低系统的动态响应速度,甚至出现延时的现象。本文从锁相环的工作原理入手,选择二次微分环节来代替传统的LPF,既可以滤除因坐标变换引入的谐波分量,还可以提高获取电网频率和相位的速度。针对单相PWM整流器的电流控制问题,本文采用电压外环和电流内环构成双闭环的控制方式。为了更好地实现对指令电流的无静差追踪,电流内环通过准比例谐振环节控制,深入分析准比例谐振控制器的基本原理,比较不同参数对控制系统的影响。为了保证直流侧电压在预充电结束之后能够达到指令值,电压外环通过比例积分环节控制,方便应用于控制过程的同时满足实验要求。针对单相PWM整流器直流侧电容两端会出现二倍频电压波动的问题,本文从源头出发,详细推导电压波动的产生原因,得出影响电压波动的几个关键因素,同时介绍几种常见的解耦电路拓扑,选择基于全桥结构的功率解耦电路,通过设置滤波电感的指令电流或储能电容的指令电压,使得电感与电容的功率之和与导致电压波动的二倍频功率相等,最终实现抑制电压波动的目的。针对电网中的电流谐波问题,本文设计的单相PWM整流器增加了谐波补偿的功能,具体分析现有的电流检测方案,选择了基于正弦幅值积分的谐波检测算法。这种算法结构简单,易于编程,能够提高电流谐波的检测速度,更容易应用于单相系统。并且设置两种电流补偿方式,使得整流器谐波补偿的功能更加灵活。