随着电力电子技术在高压大功率变频,直流输电,无功补偿以及有源滤波等场合的应用,多电平逆变器受到越来越多的关注。多电平技术提高了功率开关器件的耐压值和开关等效频率,同时减少了电力电子设备高频化所带来的电磁干扰,提高电力设备的稳定性等。目前多电平逆变器主要存在的拓扑结构可分为箝位型和级联型两类,而对于不同的拓扑结构也有多种不同的控制方法,本文重点展开对H桥级联型五电平逆变器及其脉宽调制技术的研究工作。论文首先介绍了多电平逆变器的研究背景和意义,以及国内外的研究现状,对多电平逆变器的几种主要拓扑结构及其原理进行了简要的回顾,介绍了目前多电平逆变器常见的调制方法及其应用的场合。通过对各种拓扑结构和控制方法的优缺点的分析,概括了基于载波相移SPWM的H桥级联型逆变器的优势。详细阐述了 H桥级联型拓扑结构的工作原理以及载波相移SPWM的调制原理,对载波相移SPWM进行了谐波分析。结合混沌理论和载波相移SPWM调制原理,从谐波抑制的角度出发,提出了一种混沌载波相移SPWM调制方法。建立了 H桥级联型多电平逆变器的Matlab/Simulink仿真模型,给出了模型中各个模块的仿真参数,在不同级联数,载波频率,调制度等参数下得到输出的仿真电压电流波形,并对其进行了频谱分析。对比了采用传统载波相移SPWM控制方法和两种混沌载波相移SPWM控制方法所得到的H桥级联型五电平逆变器的输出性能,仿真结果表明采用混沌载波SPWM调制方法得到的输出波形频谱分布均匀,谐波峰值更小,对谐波有一定的抑制作用。在此基础上设计了多电平逆变器输出滤波器,给出了滤波后的仿真效果图。最后,在上述理论研究和仿真分析的基础上,设计了以DSP和FPGA为控制核心的级联型H桥级联型五电平逆变器的硬件电路,编写了控制软件;构建了基于FPGA的多路PWM脉冲发生器,并在Quartus Ⅱ平台实现多路PWM波的输出。完成了 H桥级联型五电平逆变器在传统载波SPWM和混沌载波SPWM调制下的系统实验。从实验结果来看,H桥级联型五电平逆变器输出的电压和电流波形正弦度良好,谐波含量低,并且混沌载波SPWM调制下的输出波形主要谐波的峰值有所减小,提高了系统的抗电磁干扰特性。