1 引 言

　　自九十年代初以來，多電平逆變器在高電壓、大功率領域得到越來越廣泛的應用。多電平變換器有三種基本的拓撲結構：二極管嵌位型、飛跨電容型、多單元串聯型。相比較而言，多單元串聯型有如下幾個主要的優點：

　　1) 逆變器結構基于傳統的兩電平逆變器單元，因此主電路拓撲結構非常簡單。

　　2) 功率單元采用模塊化結構，因此所有功率單元可以互換，維修非常方便，電路中也不存在大量的嵌位二極管或電壓平衡電容器。

　　3) 每一個逆變橋是由相互獨立的直流電壓源供電，不存在中性點電壓不平衡問題。

　　本文針對大功率逆變電源，采用多單元串聯技術，把單個功率單元的二重化控制技術與水平移相式PWM技術相結合，既降低了對開關器件電壓等級的要求，滿足了系統對輸出電壓及輸出功率的要求，又獲得了比單純多單元串聯技術更高的等效開關頻率，大大降低了開關損耗，更進一步的改善了輸出波形，降低輸出電壓的諧波畸變率，而且，功率單元由電網電壓經過副邊多重化的移相變壓器供電，對電網諧波污染小，輸入功率因數高，不必采用輸入諧波濾波器和功率因數補償裝置。

　　2 多單元串聯大功率逆變電源控制原理

　　多單元串聯三相大功率逆變電源原理框圖如圖1所示，按照對輸出功率的要求，每相采用三單元串聯，三相共有九組完全相同的功率單元。每相三個功率單元的載波之間互差120°，輸出相電壓為7電平，線電壓為12電平。每個功率單元承受全部的輸出電流，但只提供1/3的相電壓和1/9的輸出功率。與采用高電壓器件直接串聯的大容量逆變器相比，由于采用整個功率單元串聯，器件承受的最高電壓為功率單元的直流母線電壓，可直接使用低壓功率器件，器件不必串聯，不存在器件串聯引起的均壓問題。功率單元中采用的低壓IGBT功率模塊，驅動電路簡單，技術成熟可靠。改變每相功率單元的串聯個數或功率單元的輸出電壓等級，就可實現不同電壓等級的高壓輸出。

圖1 多單元串聯大功率逆變電源原理框圖