光伏水泵系统作为太阳能开发的重要应用,具有无污染,系统安全可靠,无人值守等优点,广泛应用于光照资源充足和地下水资源丰富的地区。光伏水泵系统主要有光伏阵列板、电机驱动系统、电机及水泵负载组成。其中,在电机驱动系统中,铝电解电容因其大容值,造价不高等特征,被广泛应用于变频驱动器上,但是其使用寿命受外界工作温度影响较大,容易损坏,影响了整体系统的工作寿命。而采用小容值的薄膜电容替换铝电解电容,形成直流侧低容值的光伏水泵驱动系统,能够明显提升整个系统的工作寿命。本文在光伏水泵的研究背景和意义的基础上,介绍了光伏水泵系统的研究现状和直流侧低容值即无电解电容驱动系统的研究现状。首先针对单级级联式的交流光伏水泵系统的基本拓扑结构和在三相异步电机的稳态数学模型基础上,建立了光伏水泵各组成模块的小信号模型和一种简化的直流侧低容值的光伏水泵驱动小信号模型。其次采用级联系统稳定性判据分析驱动系统稳定性和绘制驱动系统的输入导纳的伯德图,分析了低电容值驱动系统的不稳定性和电机的恒功率运行导致的负阻抗的特性,在电机矢量控制框图下,选择了有源主动阻尼稳定的控制策略,将直流侧电压信号和母线电容电流信号分别使用带通滤波器和低通滤波器进行处理形成主动阻尼信号,注入到电机转矩电流的参考值控制节点中,用来稳定驱动系统。给出了详细的控制原理框图和参数设置,并分析系统稳定性和系统反应灵敏性。然后在Matlab仿真中搭建直流侧低容值30μF的光伏水泵系统的模型,分别模拟测试了在光伏阵列的不同稳态工作点区域静态性能和光照增强减弱的动态性能,验证所提出来的有源主动阻尼控制方法,对光伏阵列的直流电压电流波形及水泵电机的定子电流,转速,转矩等状态进行了对比分析。最后制作了光伏水泵系统的硬件部分,设计开发基于TI28335DSP芯片的控制器和逆变主电路的变频器,合理设计了其外围电路,驱动电路及保护电路,两者通过母排直插式连接。基于CCS7.4软件编写系统运行程序,用Labview搭建简易上位机通信人机页面。并对整个光伏水泵试验机平台进行了稳态实验和动态实验测试与验证。