多电平逆变研究
多电平逆变器的控制策略及应用研究
多电平逆变器的控制策略及应用研究多电平逆变器是一种用于将直流电能转换为交流电能的重要电力电子设备。
其控制策略直接影响了逆变器的性能和应用效果。
本文将从多电平逆变器的控制策略以及相关应用方面展开研究，以期对该领域的研究和应用产生一定的推动作用。
多电平逆变器的控制策略主要包括PWM（脉宽调制）控制和MPWM（多电平脉宽调制）控制两种。
PWM控制通过控制逆变器中IGBT开关管的导通时间实现输出电压的宽度调制，从而获得所需的输出波形。
然而，由于PWM控制仅能获得两个离散化电平的输出波形，无法满足高功率和高精度的应用需求。
而MPWM控制则通过调整多个电平的导通时间，可获得多个离散化电平的输出波形，提高了输出波形的质量和精度。
近年来，随着电力电子技术的发展，MPWM控制成为了多电平逆变器中常用的控制策略。
多电平逆变器的应用非常广泛，涉及到电力系统稳定控制、交流传动控制、电力质量控制以及新能源发电等领域。
在电力系统稳定控制方面，多电平逆变器可用于提供无电池储能系统，以实现电力系统的频率和电压平衡调节，从而改善电网的稳定性。
在交流传动控制方面，多电平逆变器可用于驱动大功率交流电机，提高传动效率和稳定性。
在电力质量控制方面，多电平逆变器可用于消除电力系统中的谐波和干扰，提高电力质量。
在新能源发电方面，多电平逆变器可应用于风力发电和光伏发电等领域，提高发电效率和能源利用率。
此外，多电平逆变器还具有多级结构、能量分流和故障容错等特点，这些特点也为其在电力电子设备领域的应用提供了更多选择和优化空间。
例如，多电平逆变器可以通过增加级数来提高输出波形的质量，从而适应更复杂和敏感的应用环境。
同时，多电平逆变器还可以通过能量分流来减小单个器件的功率损耗，提高整个系统的能量利用效率。
此外，在故障容错方面，多电平逆变器能够通过调整导通时间和增加备份开关管等措施来实现故障切换，提高系统的可靠性和容错能力。
综上所述，多电平逆变器的控制策略和应用研究是当前电力电子领域的一个重要研究方向。
多电平逆变器
多电平逆变器摘要多电平逆变器及其相关技术的研究与应用,是现代电力电子技术的最新发展之一,它主要面向高压大容量的应用场合近年来,多电平逆变器的研究受到广泛重视,并得到了一定的应用。
多电平逆变器输出端可以有更多级的输出电压波形,谐波含量小,波形更接近正弦波,逆变器性能更好,更适用于高压大容量的电力电子变换。
总结和比较了多电平逆变器各种基本拓扑结构的特点,它们主要包括了:二极管钳位式、飞跨电容钳位式,电容电压自平衡式和联型式拓扑,并且分析了它们的优缺点。
本文介绍了几种多电平逆变器调制方式。
关键字多电平逆变器拓扑结构调制策略1引言1.1 多电平逆变器的产生和发展背景电力电子技术自20世纪50年代诞生以来,经过半个多世纪的飞速发展,至今已被广泛应用于电力系统、电机调速系统及各种电源系统等需要电能变换的领域。
在低压小功率的用电领域,电力电子技术的各个方面己渐趋成熟,将来的研究目标则是高功率密度、高效率和高性能;而在高压大功率的工业和输配电领域,各个方面的技术正成为当今电力电子技术的研究重点。
大功率电力电子装置如电力系统中的高压直流输电(HVDC),以静止同步补偿器(STATCOM)和有源电力滤波器(APF)为代表的柔性交流输电技术(FACTS),以及以高压变频为代表的大电机驱动和大功率电源等需要能够处理越来越高的电压等级和容量等级,同时,为了满足输出电压谐波含量的要求,这些大功率电力电子装置还要能够工作在高开关频率下,并且尽量减少电磁干扰(EMI)问题。
电力电子器件是电力电子装置的核心。
在过去几十年里,以GTO、BJT、MOSFET为代表的自关断器件得到长足的发展,尤其是以IGBT、IGCI,为代表的双极性复合器件的惊人进步,使得电力电子器件向大容量、高频、易驱动、低损耗、智能模块化的方向发展。
即便如此,在某些应用场合,传统的两电平电压源变换器拓扑,仍然不能满足人们对高压、大功率的要求。
并且,以现有的电力电子器件的工艺水平,其功率处理能力和开关频率之间是矛盾的,往往功率越大,开关频率越低。
H桥级联型多电平逆变器的研究
上海交通大学工程硕士学位论文第1章绪论1.1课题背景及意义随着社会工农业生产规模的不断扩大，对能源的需求量也越来越大，对于现有的有限能源，如何合理利用，是各国政府关心的问题。
我国政府制定的“十一五”规划，把节能减排定为规划纲要，以保证我国经济和社会的可持续发展[1]。
电动机作为工业、农业、市政等领域的主动力源，是能源消耗的大户，根据国家权威部门统计，我国的发电量有60%左右被电动机消耗，而其中的90%被交流电动机消耗[2,3]。
因此，对于交流电动机的变频调速研究，存在着巨大的节能空间。
对于广泛应用的高压大功率风机、泵类的高压电机，由于传统的工作方式为电网电压直接驱动，存在电机转速不能根据实际工况进行有效地调节，造成了很大的电能损失。
而高压变频技术正是能够解决这个问题的关键技术，但现有的功率开关受耐压等级的制约，传统的两电平逆变器无法有效应用于高压变频调速领域，即使是采用功率器件直接串联的两电平逆变器，也存在动、静态均压问题，并且d v/d t较大，会产生难以处理的电磁干扰问题[4]。
为此，有学者提出一种多电平功率变换技术，旨在解决功率开关耐压不足与高压大功率驱动之间的矛盾，并且可以有效减小d v/d t，降低输出电压的谐波含量，已成为高压大功率驱动场合的发展趋势[5]。
多电平变换技术的思想最早是在1980年IAS年会上，由日本长岗科技大学的 A. Nabae等人提出的[6]。
该电路用两个串联的电容将直流母线电压分为三个电平，每个桥臂用四个开关管串联，用一对串联箝位二极管和内侧开关管并联，其中心抽头和第三电平连接，实现中点箱位，形成所谓中点箱位变换器(NPC-Neutral Point Clamped)。
在这个电路中，主功率开关关断时，仅仅承受直流母线电压的一半，所以特别适合高压大功率应用场合。
1983年，Bhagwat等人在此基础上，将三电平电路推广到任意N电平，对NPC电路及其统一结构作了进一步的研究[7]。
多电平光伏逆变器研究
Udc Udc
U dc 2
开 关 电 路
3）用多组相互独立的 直流电源
Udc Udc 开 关 电 路
A
U dc
U dc
3U dc 4
2U dc 4
U dc 4
三种方式比较
二极管箝位式器件较少，存在电容电压 平衡问题 k C 飞跨电容式容易扩展，k电平组合方式有 N
种，有大量冗余，为控制提供了方便
2 -ic 1
A 110 B C
0
2 1 ic
A
B C
221
0
2 ib 1
A
B C 0
210
中矢量没有充足的冗余矢量的组合来使电容电流为零，因而其电压会产生波动
基于虚拟矢量的电容电压平衡方法
级联H桥多电平逆变器调制技术的仿真研究
级联H桥多电平逆变器调制技术的仿真研究毕业设计(论文)诚信声明本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文)是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
就我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。
如在文中涉及抄袭或剽窃行为，本人愿承担由此而造成的一切后果及责任。
本人签名____________导师签名__________年月日华东交通大学毕业设计(论文)任务书学毕业届专XX XXXX XX XXXXX 姓名号别业毕业设计(论文)题级联H桥多电平逆变器调制技术的仿真研究目指导教学 XXX XX XXX 职称师历具体要求:随着电气传动技术,尤其是变频调速技术的发展,作为大容量的高压变频调速技术得到了广泛的应用。
目前高压变频器的电路拓扑结构种类较多，相应的开关功率器件容量也越来越大，其主要有以下4种基本的拓扑结构:?H桥级联式(Cascaded H-bridge，CHB);?电容箝位式(Capacitor-Clamped);?二极管箝位式(Diode-Clamped);?飞跨电容嵌位式 (Flying-Capacitors)。
由于CHB逆变器具有很低的谐波失真和dv/dt，而且不需要功率器件间的串联，就可以得到很高的工作电压，它的模块化结构还可以降低生产成本，所以CHB逆变器在高功率大容量变频以及电力系统中的柔性输配电(FACTS)领域都得到了大量的应用。
本课题要求学生了解H桥级联7电平逆变器拓扑及CHB逆变器常用的调制方式:相位移位调制(Phase Shifted Modulation)和电压移位调制(Voltage Shifted Modulation)，在对CHB 逆变器进行深入了解之后，通过Matlab/Simulink/Powersystem仿真软件对三次谐波注入的 CHB逆变器调制方法进行仿真研究，并把这中方法和不采用三次谐波注入的正弦波调制技术进行分析比较，从而得到一些具有一定理论价值的结论。
模块化多电平逆变器的的研究 答辩演讲共30页文档
T1
D1
C0
T2
D2
T1
D1
C0
T2
D2
❖ 状态2：当开关管T1开通，T2关断时，此时子 模块输出端电压为电容电压。当电流方向如左 图所示时，电流经二极管D1给电容C0充电，电 容电压上升；当子模块电流如右图所示时，电 容通过开关管T1对外放电，电容电压下降
T1
D1
C0
T2
D2
T1
D1
C0
T2
D2
f 50Hz
载波频率
fc
4000Hz
\
2
1.5
1
0.5
电 流0
-0.5
A
-1
-1.5
-2
2.4
2.41
2.42
2.43
2.44
2.45
2.46
2.47
2.48
2.49
2.5
60
t(s)
40
20
电 压0
/
V
-20
-40
-60
2.4
2.41
2.42
2.43
2.44
2.45
2.46
2.47
2.48
2.49
模块化多电平逆变器的的研究 答辩演 讲
模块化多电平逆变器 （MMC）的研究
汇报人： 张桐盛 指导教师：张承慧 教授
杜春水 副教授
主要内容
1 MMC的研究背景及意义 2 系统拓扑及触发方式介绍 3 系统仿真波形 4 总结
一、MMC的研究背景及意义： ▪ 模 块 化 多 电 平 换 流 器 (Modular Multilevel Converter, MMC)采用模块化设计,系统每相都由2N 个子模块构成，系统耐压和容量都相对较大; ▪系统将整流和逆变两功能于一身，通过改变控制策 略能够实现同一台变换器的不同用途，方便快捷， 节约成本；
级联型多电平逆变器控制策略的研究
级联型多电平逆变器控制策略的研究引言：随着新能源的快速发展，电网接入型光伏发电逆变器应用越来越广泛，但是传统的单电平逆变器无法满足高电压和大功率输出的需求。
多电平逆变器因其具有更低的谐波失真、更高的输出质量和更高的效率而逐渐得到了广泛应用。
本文主要研究级联型多电平逆变器的控制策略，以提高逆变器的性能和实用性。
一、级联型多电平逆变器的结构及原理级联型多电平逆变器由多个电平串联而成，每个电平由一个H桥逆变器组成。
通过控制每个H桥逆变器的导通时间及模块化级数，可以实现多种输出电压等级。
级联型多电平逆变器的基本原理是将输入直流电压按照一定的方式切割成多个电平，然后对每个电平进行逆变操作，从而生成多电平输出交流电压。
二、级联型多电平逆变器的控制策略1.基于单环节传统控制策略基于单环节传统控制策略的级联型多电平逆变器控制方法较为简单，通过对每个H桥逆变器进行PWM调制来实现多电平输出电压。
这种方法可以满足一定程度的输出要求，但无法充分发挥多电平逆变器的优势。
2.基于多环节传统控制策略基于多环节传统控制策略的级联型多电平逆变器控制方法在单环节传统控制策略的基础上进行了改进。
通过将多个H桥逆变器的输出电压进行级联，在级联的过程中逐步滤除谐波，提高输出波形质量。
3.基于尺度不同的PWM控制策略基于尺度不同的PWM控制策略是当前较为先进的控制方法之一、通过调整每个H桥逆变器的开关频率和占空比，实现尺度不同的PWM控制，从而降低逆变器输出的谐波失真，提高输出波形质量。
4.基于多谐波消除控制策略基于多谐波消除控制策略是近年来的研究热点之一、通过分析级联型多电平逆变器输出的谐波成分，设计合适的控制方法来消除谐波。
这种方法可以有效降低谐波失真，提高输出波形质量。
三、级联型多电平逆变器控制策略的性能评价结论：本文对级联型多电平逆变器的结构和原理进行了简要介绍，并综述了常用的控制策略，包括基于单环节传统控制策略、基于多环节传统控制策略、基于尺度不同的PWM控制策略和基于多谐波消除控制策略。
多电平逆变电源拓扑和控制技术研究的开题报告
多电平逆变电源拓扑和控制技术研究的开题报告一、研究背景随着电子技术的不断发展和应用，各种电子设备已经广泛应用于生产、生活和娱乐等各个方面。
这些电子设备通常需要直流或变频交流电源输入，因此，电源技术的发展和研究不断受到重视。
目前，常见的电力电子变换器主要包括单电平逆变器和双电平逆变器。
在这些逆变器中，高频开关器件的开关损耗和电磁干扰问题仍然存在，同时逆变输出电压的质量也需要进一步提高。
多电平逆变器可以通过增加逆变器输出电压的级数来减小开关器件的电压应力，在减少开关器件损耗的同时提高输出电压质量。
因此，本研究旨在通过研究多电平逆变器拓扑和控制技术，提高电力电子变换器的效率和性能。
二、研究内容和目标1. 多电平逆变器拓扑研究针对常见的多电平逆变器拓扑进行分析和评估，优化现有拓扑结构，提出新的多电平逆变器拓扑方案。
选定一种符合实际应用需求且具有较好性能的多电平逆变器拓扑。
2. 控制策略研究研究多电平逆变器控制策略，并分析各种策略的优缺点，选择实际应用中有效可行的控制策略。
设计控制方案，实现多电平逆变器拓扑的控制功能。
3. 硬件实现和调试针对多电平逆变器控制方案，搭建硬件实验平台，进行电路搭建、参数调试和系统优化，验证多电平逆变器拓扑和控制方案的有效性和实用性。
三、研究方法和技术路线本研究采用文献研究、理论分析、模拟仿真和实验验证相结合的方法开展。
具体的研究技术路线如下：1. 收集相关文献和资料，了解电力电子变换器基本原理、多电平逆变器拓扑结构和控制技术等相关知识。
2. 研究分析常见的多电平逆变器拓扑，结合实际应用需求，进行性能评估和拓扑优化，提出新的多电平逆变器拓扑方案。
3. 研究多电平逆变器的控制策略，分析各种控制策略的优缺点，选定合适的控制方案。
4. 基于PSIM等仿真软件，对多电平逆变器的拓扑结构和控制方案进行建模和仿真，验证其性能和有效性。
5. 针对多电平逆变器控制方案，搭建硬件实验平台，进行电路搭建、参数调试和系统优化，验证多电平逆变器拓扑和控制方案的实际应用效果。
多电平逆变电路的空间矢量PWM控制方法研究
ｕ ＝
Ｉ 三
ｖ 三 Ｄ
孟彦京 ， 周 斌 ， 昀菲 ， 路 尹 海
（ 陕西科技大学 电气与信息工程学院 ， 西安 ７ ０ ２ ） １０ １
摘要 ： 研究 了各类多电平逆变器的结构和级联 式逆 变器的脉宽调制 方法， 建立了级联式逆 变器的数 学模 型， 为 解 决传 统 多电平 空 间 矢量 Ｐ ＷＭ 方 法 复 杂 、 以应 用 于 实际 系统 的 问题 ， 入研 究 了传 统 两 电平 及 三 电平 的 空 间 难 深 矢量 Ｐ ＷＭ 方 法 ， 出 了一种 新 型 多 电平 的 Ｓ Ｐ 提 Ｖ ＷＭ 方 法 。为验 证 新 方 法 的正 确 性 ， 行 了 Ｍａａ７ Ｏ ｓ ｕｉｌ系统 进 ｌ ｆｂ ．／ｉ ｌ１ ｍ ｌ 【 仿真， 结果初步验证 了新型多电平 Ｓ Ｐ Ｖ ＷＭ 方法的可行性 ， 为该 Ｓ Ｐ Ｖ ＷＭ方法的实际应用提供 了一种新的思路。 关键词 ： 多电平逆 变器； 电压空间矢量 ；ＷＭ控制 ； Ｐ 仿真研 究 中 图分 类号 ： Ｍ９ 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ： ００ ３ （０ ０ １ － ７ －７ Ｔ ３ Ａ １０ ￣９２ ２ １ ）００ ３０ ０
径。 由于 ０比 Ｐ的电位低 ， 以从负载来 的电流大量 所 流 向此路径 ， 并使流径 Ｖ Ｄ 的电流不断减少 ， Ｄ 一Ｖ 。 直至为零 ， 如图 ２ ｂ （ ）所示。 这就完成 了从 Ｐ状 态切 换到 ０状态的换相过程。 ４ 三电平逆变器的 电压相量 Ｐ ＷＭ 控制法 对于以交流 电动机 为负 载的三相对 称系统 ， 当 在电动机上加 的是三相正弦电压时 ， 如
多电平逆变器谐波控制技术研究
多电平逆变器谐波控制技术研究多电平逆变器谐波控制技术研究引言：现代社会对电能质量的要求越来越高，而传统逆变器产生的谐波波形会给电网和电力设备带来严重的干扰和损坏。
为了解决这一问题，多电平逆变器谐波控制技术应运而生。
本文将对多电平逆变器谐波控制技术进行研究和分析，以期深入了解其原理和应用。
一、多电平逆变器的基本原理多电平逆变器是一种能够在输出电压和电流波形中生成更多电压水平的逆变器。
它通过调整逆变器的输出电压、频率和幅度，使得输出的电压和电流波形更加接近正弦波，并且减小谐波的含量。
多电平逆变器的基本原理可以归纳为以下三个方面：1. 多电平波形控制技术：多电平逆变器通过电压调制或者电流调制技术控制取样信号，从而生成具有多种电压水平的波形。
2. 多电平逆变器拓扑结构：常见的多电平逆变器拓扑有飞跃型逆变器、多电平H桥逆变器等。
这些拓扑结构能够通过将多个功率开关器件进行适当的组合和控制，实现多电平波形输出。
3. 谐波滤波器设计：多电平逆变器输出的谐波虽然相对较小，但仍然需要进行一定程度的滤波处理。
对于低频谐波，可以采用铁芯滤波器进行处理；对于高频谐波，则需要采用谐振电路或者RC网络进行滤波。
二、多电平逆变器谐波控制技术的优势相较于传统逆变器，多电平逆变器谐波控制技术具有以下几个优势：1. 谐波水平较低：多电平逆变器可以通过调整输出电压和电流的形状和频率，减小输出谐波的含量，从而更好地满足电网对电能质量的要求。
2. 具有较高的效率：多电平逆变器采用多级拓扑结构，能够实现电能的有效转换和传输，提高能量利用率，降低能源损失。
3. 输出电压和电流波形较好：多电平逆变器可以通过增加电压等级，使输出波形更趋近于正弦波形，提高电力设备的工作效率和可靠性。
4. 较低的电磁干扰：多电平逆变器输出的电压和电流波形更加接近正弦波，减小了电磁干扰对周围设备和电网的影响。
三、多电平逆变器谐波控制技术的应用领域多电平逆变器谐波控制技术具有广泛的应用领域，特别适用于电力电子设备和新能源发电系统：1. 电动汽车充电桩：多电平逆变器可以改善电动汽车充电桩的功率因数，减少充电过程中的谐波污染，提高电网的稳定性和可靠性。
模块化多电平逆变器的研究
毕业论文（设计）题目：模块化多电平逆变器的研究姓名学号学院操纵科学与工程学院专业自动化年级2010级指导教师教授2014年5月20日摘要随着人类社会的飞速进展，人们在生产和生活当中对能源的需求也在慢慢增加。
能源利用的转型与创新、能源网络的合理运作，也成为目前人类科学研究的一大领域。
在提高能源利用率的进程中，利用现代电力电子器件代替原有传统的电气设备是现今比较热点的一个话题。
本文对模块化多电平变换器展开研究，文章先介绍模块化多电平变换器的拓扑结构和工作原理。
而后介绍三种调制策略，介绍载波移相调制策略，通过系统仿真能够发此刻这种操纵策略下系统子模块电容电压不稳固；针对这一情形介绍了平稳操纵策略，这种操纵策略能专门好的解决系统各类不平稳的问题，但系统逆变波形不睬想；最后介绍了优化后的载波移相策略，这种操纵策略将传统载波移相策略与子模块电容电压选择策略相结合，解决了上下桥臂内的子模块电容电压不平稳的问题。
关键词：模块化多电平变换器、调制方式、仿真波形ABSTRACTWith the rapid development of human society, the demand of energy is gradually increased in people’s production and living. Besides rational operation of energy network, energy transformation and innovation, is becoming a major area of human science. In the process of improving energy efficiency, the use of modern power electronic devices to replace traditional electrical equipment is one of popular topics nowadays.This paper studies on Modular Multilevel Converter. The topology and the basic operating principles and are introduced. Three kinds of modulation strategy are introduced. Firstly, the carrier phase shift modulation strategy is presented. Sub-modules capacitance voltage is not stable under this control strategy. Then balance control strategy is introduced. This control strategy is a solution of system various imbalances, but system inverter waveform is not ideal. Finally, the optimized carrier phase shifting control strategy is revealed. The control strategy combined with the traditional carrier phase shifting strategy and the balanced control of capacitor, solves the sub-modules capacitance voltage imbalance problem in the bridge arm.Keywords: MMC, modulation, simulation目录摘要 (I)ABSTRACT...................................................................................................................................... I I 第一章绪论.. (1)课题背景及研究意义 (1)研究现状 (2)本文研究的要紧内容 (2)第二章系统概述 (3)MMC拓扑结构 (3)MMC工作原理 (4)MMC等效电路 (5)本章小结 (6)第三章MMC操纵策略 (7)CPS-SPWM调制 (7)MMC数学模型 (7)CPS-SPWM触发方式 (10)平稳操纵策略 (11)平稳操纵触发方式 (12)子模块电容电压排序原理 (13)优化的CPS-SPWM操纵策略 (14)本章小结 (15)第四章系统仿真 (16)CPS-SPWM调制仿真 (16)系统仿真图 (16)系统仿真波形 (17)平稳操纵策略仿真 (18)系统仿真图 (18)系统仿真波形 (19)优化CPS-SPWM调制仿真 (20)系统仿真图 (21)系统仿真波形 (21)本章小结 (22)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)第一章绪论课题背景及研究意义近几年随着电力电子器件在耐高压和大功率方面不断有所冲破，电力电子技术应用愈来愈普遍。
多电平逆变器的控制策略及应用研究
多电平逆变器的控制策略及应用研究随着现代工业与生活中对电力质量的高要求，电力电子技术在电力系统中的应用越来越广泛。
作为近年来电力电子技术领域的新兴技术，多电平逆变器具有电压调节范围大、输出波形谐波小、变换效率高等优点，在城市轨道交通、风力发电、光伏发电等领域得到广泛应用。
多电平逆变器相较于传统的两级逆变器，具有更多电平输出，能够更好地逼近交流电源正弦波形，减小输出电流的谐波含量。
目前应用较多的是三电平、五电平和七电平逆变器，其中三电平逆变器使用较为广泛，它由两个IGBT/MOSFET开关和一个附加的中点电感组成，在不同电平之间切换时可以控制输出电压的大小。
多电平逆变器的控制策略关系到其性能和运行效果。
传统的PWM控制方法稍显复杂，需要进行大量的计算和控制，且输出波形质量很难保证。
因此，近年来，研究人员提出了许多新的控制策略来提高多电平逆变器的输出波形质量，其中较为常见的控制策略有：1. 多重载波PWM控制策略多重载波PWM控制策略是传统PWM控制方法的改进，通过增加载波数目，在整数倍周期内，形成多个载波周期，并在不同载波周期内采用不同的占空比，从而实现控制输出电压的大小和谐波含量。
此控制策略的优点是输出波形谐波含量低，能满足特定电力负载的运行要求。
2. SHEPWM控制策略SHEPWM控制策略（Sine harmonic elimination PWM）是利用谐波振荡频率来合成最小谐波的PWM控制方法。
在此控制策略下，将基波电压和高次谐波频率加权求和，并与参考波形比较，不断调整开关状态实现电压输出。
SHEPWM控制策略适用于三电平逆变器，能够有效削弱谐波干扰，提高输出波形质量。
3. 特征参数PWM控制策略特征参数PWM控制策略是利用多电平逆变器的特征参数，如中值电压、对称指数等来控制输出波形质量的一种控制方式。
通过计算特定电路参数来得到需要的PWM控制信号，从而实现输出波形质量控制。
此控制策略相较于传统PWM控制方法，控制过程更为简单，设计难度和计算要求也相对降低。
多电平逆变器技术的研究与应用
多电平逆变器技术的研究与应用近年来，随着电力电子技术的发展，逆变器技术也得到了长足的发展。
多电平逆变器作为一种新型的逆变器技术，已经在工业控制、电力电子等领域得到广泛应用。
本文将介绍多电平逆变器技术的研究与应用。
一、多电平逆变器的原理多电平逆变器是指通过在电路中增加多个电平，使输出电压具有多种电平值。
在基于单相桥式逆变器的三相多电平逆变器中，通过采用多种电压级别（如2N+1）的电路来生成不同电压输出。
采用多电平逆变器，可以使输出电压的纹波减小，使负载电流的谐波减小，从而提供更加平稳、纹波更小的电源，提高系统的可靠性。
二、多电平逆变器的应用多电平逆变技术已经在许多领域得到了广泛的应用，如电网并联逆变器、电动汽车、风力发电等。
其中，电动汽车是多电平逆变器技术应用最为广泛的领域之一。
采用多电平逆变器技术的电动汽车具有输出电压平稳、驱动电机转矩平滑、控制精度高等特点，可以大大提升电动汽车的性能和稳定性。
三、多电平逆变器技术的研究目前，多电平逆变器技术的研究主要集中在以下几个方面：1. 多电平逆变器拓扑研究。
多电平逆变器可以通过不同的电路拓扑实现，目前主要有MLI（多电平逆变器）、NPC（中点飞地式）和H桥三种拓扑。
多电平逆变输出的品质取决于拓扑的选取，不同拓扑在输出电压纹波、谐波失真、开关损耗上有所不同。
2. 多电平逆变器控制技术研究。
多电平逆变器的控制技术也是多方面的。
当前控制方法主要有全桥和谐波抑制控制、直接功率控制法、电流控制法和Vectrol Orientation 控制法等。
3. 多电平逆变器特性分析与优化。
通过对多电平逆变器的分析，可以对其输出性能进行优化。
例如，可以通过增加支路数目、改变电压平衡方式等方式提升系统的电压平衡性，减少谐波失真和开关损耗。
四、多电平逆变器技术发展趋势多电平逆变器技术的发展将呈现以下趋势：1. 多电平逆变器拓扑结构优化。
随着电力电子技术的发展，多电平逆变器的拓扑结构逐渐趋于复杂，未来的研究重点将放在进一步优化多电平逆变器拓扑结构，减少系统部件的数量和尺寸，提高系统性能和性价比。
h桥级联型多电平逆变器的研究
h桥级联型多电平逆变器的研究随着能源危机的日益严重，可再生能源成为了全球研究和发展的热点。
而作为可再生能源的重要组成部分，太阳能在近年来得到了更加广泛的应用和研究。
与此同时，太阳能发电的电力转换技术也在不断发展和完善，其中，多电平逆变器技术得到了广泛的研究和应用。
多电平逆变器是一种通过多个电平的方式来实现AC输出的电力转换系统。
在太阳能发电中，多电平逆变器可以通过调节电压和频率来确保输出电流的稳定性和可控性。
而其中，h桥级联型多电平逆变器由于其较高的输出电压和输出功率，成为了当前太阳能发电中最为重要的电力转换技术之一。
h桥级联型多电平逆变器一般由多个h桥单元级联而成。
在单个h桥单元中，电压和频率可以通过控制开关管的导通和关断来实现。
而由多个h桥单元级联而成的多电平逆变器，则可以实现更高的电压和功率输出，从而适用于更广泛的太阳能发电系统。
在h桥级联型多电平逆变器中，电容和电感元件的选择和设计非常关键。
其中，电容元件可以帮助平稳输出电压，防止因输出电流变化而引起的电压波动。
而电感元件则可以有效减小电流的尖峰和波峰，保证系统的稳定性和可靠性。
另外，在控制电路方面，h桥级联型多电平逆变器采用了PWM控制技术。
通过控制PWM信号的波形和占空比，可以精确控制逆变器输出的电压和频率。
而在多电平逆变器中，PWM控制技术的应用更为广泛和重要。
通过合理设计PWM控制电路，可以实现高效、低损耗的电力转换，降低系统的噪声和共模干扰，提高系统的可靠性和稳定性。
总的来说，h桥级联型多电平逆变器是一种高效、可靠的太阳能发电电力转换技术。
在实际应用中，需要根据具体的太阳能发电系统设计要求，合理选择和设计电容和电感元件，并充分考虑PWM控制电路的设计和优化。
只有这样，才能实现太阳能发电的高效、可靠和可控。
h桥级联型多电平逆变器的研究
h桥级联型多电平逆变器的研究H桥级联型多电平逆变器的研究随着科技的不断发展，电力电子技术也在不断突破，为我们的生活带来了更多的便利。
H桥级联型多电平逆变器作为一种新型的电力电子器件，已经引起了广泛的关注和研究。
本文将探讨H桥级联型多电平逆变器的原理、应用以及未来的发展趋势。
我们来了解一下H桥级联型多电平逆变器的原理。
H桥级联型多电平逆变器是一种由多个H桥逆变器级联而成的电力电子系统。
每个H桥逆变器都由四个功率开关管和四个二极管组成，通过控制这些开关管的开关状态，可以实现输入直流电压的多电平逆变。
通过合理地控制开关管的开关状态和PWM调制技术，可以输出不同电平的交流电压，从而实现对电力信号的精确调节。
H桥级联型多电平逆变器具有多种优点。
首先，它能够产生多电平的输出电压，可以减小电力系统中的谐波含量，提高电力质量。
其次，它具有较高的输出电压波形质量，能够有效地减小电力系统中的噪声和干扰。
此外，H桥级联型多电平逆变器还具有较高的效率和较好的可靠性，能够满足不同的电力系统要求。
H桥级联型多电平逆变器在多个领域有着广泛的应用。
首先，它可以应用于电力系统中的无功补偿和电能质量改善。
通过控制H桥级联型多电平逆变器的输出电压，可以实现对电力系统中的无功功率的补偿，提高电能质量。
其次，它还可以应用于电力电子变换器、电力传动系统以及再生能源系统等领域，实现对电力信号的精确调节和控制。
未来，H桥级联型多电平逆变器的发展还将面临一些挑战和机遇。
首先，随着电力电子技术的不断进步，H桥级联型多电平逆变器的性能将会得到进一步提升。
其次，随着新能源的不断发展和应用，H桥级联型多电平逆变器将在逆变器和变流器中发挥更重要的作用。
此外，H桥级联型多电平逆变器还可以与其他新型电力电子器件相结合，实现更高效、更可靠的电力系统。
H桥级联型多电平逆变器作为一种新型的电力电子器件，具有很大的研究价值和应用前景。
通过对其原理、应用和未来发展趋势的研究，可以为电力电子技术的进一步发展提供一定的参考和指导。
基于多电平逆变技术的谐波抑制研究
基于多电平逆变技术的谐波抑制研究摘要：本文提出了一种基于多电平逆变技术的谐波抑制方法，主要在于采用多电平逆变结构以降低三相功率因数及谐波电流，并且在此结构中进行微分式脉冲宽度调制以实现有效的谐波抑制。
通过运行MATLAB/Simulink仿真考虑了各种负载情况，实验结果表明该方法能够有效地抑制谐波，有利于节约能源，减少对电网的负荷。
关键词：多电平逆变，谐波抑制，微分式脉冲宽度调制，MATLAB/Simulink仿真正文：随着现代社会的发展，经济的发展也使人们的福利更加完善，从而带来了更多的电能消费。
然而，由于大量的谐波电流存在于电网，这会对电网设备构成潜在的安全风险，同时也会降低电网系统的效率，降低电能的质量。
因此，研究有效的谐波抑制技术已经成为当前研究热点。
本文主要探索一种基于多电平逆变技术的谐波抑制方法，通过采用多电平逆变结构以降低三相功率因数及谐波电流，并且在此结构中进行微分式脉冲宽度调制以实现有效的谐波抑制。
本文以MATLAB/Simulink仿真考虑了不同负载情况，结果表明基于多电平逆变技术的谐波抑制方案能够有效地抑制谐波，有利于节约单位能源耗费，减少对电网的负荷。
因此，这种谐波抑制方法有着较好的应用价值。
在当前市场上，电能质量的改善是一个热门话题。
多电平逆变技术作为电能优化技术之一，已被越来越多地应用到它们的设计中。
多电平逆变技术所具有的高效率、低谐波、低成本及容易控制的特点使其在谐波抑制领域中表现出了很大的潜力。
本文中提出的基于多电平逆变技术的谐波抑制方法可以有效地抑制谐波，这有助于提高电网的电能质量。
该方法还可以运用于其他场合，如新能源系统、供配电系统、电力电子系统等。
此外，为了进一步改善谐波抑制系统的性能，未来还可以尝试使用智能控制技术，从而更有效地实现谐波抑制。
这种技术需要建立智能控制算法，以保证系统具有良好的可靠性并具有良好的稳定性。
为此，未来研究可以考虑将智能控制技术应用于传统的多电平逆变技术，尝试以更加有效的方式解决谐波抑制的问题。
多电平逆变器的控制策略及应用研究
多电平逆变器的控制策略及应用研究1.PWM调制策略：脉宽调制（PWM）是一种常用的多电平逆变器控制策略。
它通过调整开关管的导通时间和断开时间，来实现输出电压的控制。
PWM调制策略将直流电压分成若干个不同大小的电平，通过这些电平的组合可以实现多种不同的输出电压波形。
常用的PWM调制技术有正弦脉宽调制（SPWM）和三角脉宽调制（TPWM）。
2.多电平逆变策略：多电平逆变策略通过增加开关管的个数，将直流电压分成多个不同大小的电平，以实现更高质量的输出电压波形。
多电平逆变策略可以减小电压谐波和纹波电流，提高逆变器输出电压的质量。
常用的多电平逆变策略有三电平逆变策略和五电平逆变策略。
3.谐波消除策略：谐波消除策略主要用于减小逆变器输出电压的谐波含量。
通过控制开关管的导通和断开时间，在电流波形的关键位置添加额外的电平，可以减小逆变器输出电压的谐波含量。
常用的谐波消除策略有多重谐波消除策略和空间矢量调制策略。
1.可再生能源领域：多电平逆变器广泛应用于太阳能发电和风力发电等可再生能源系统中。
通过控制多电平逆变器的输出电压和频率，可以实现可再生能源的接入电网，提高系统的电能利用效率。
2.高压直流输电领域：多电平逆变器可以用于将高压直流电能转换为交流电能，以降低输电线路的损耗和提高输电效率。
通过控制多电平逆变器的输出电压和频率，可以实现多级逆变器的串联，提高系统的输出电压。
总之，多电平逆变器的控制策略和应用研究对于推动可再生能源的发展和提高输电效率具有重要意义。
随着技术的进一步发展和研究的深入，多电平逆变器将更加广泛地应用于电力系统中。
多电平逆变器空间矢量调制技术研究的开题报告
多电平逆变器空间矢量调制技术研究的开题报告一、研究背景及意义随着电力电子技术的快速发展，逆变器作为电力电子变换器的关键部件，广泛应用于各种工业和民用电力电子设备中。
多电平逆变器是一种逆变器拓扑结构，它可以将直流电压精准地转换成交流输出电压，因此在工业自动化、新能源、电动汽车等领域具有广泛的应用前景。
空间矢量调制技术是多电平逆变器的重要控制策略之一，通过快速地调整电压矢量的方向和大小，可以有效地降低输出电压的失真度和谐波含量，提高逆变器的效率和可靠性。
因此，深入研究多电平逆变器空间矢量调制技术，对于进一步提升逆变器的性能和应用价值具有重要意义。
二、研究内容和方法本课题的研究内容主要包括以下方面：1. 多电平逆变器的基础原理和拓扑结构分析。
2. 空间矢量调制技术的基本原理和应用特点分析。
3. 多电平逆变器空间矢量调制技术的实现方法和控制策略研究。
4. 空间矢量调制技术在多电平逆变器中的应用效果及优化方法研究。
本研究将主要采用理论研究和计算机仿真相结合的方法，通过理论分析和MATLAB/Simulink仿真模拟，在多电平逆变器空间矢量调制技术的实现方法、控制策略、应用效果等方面进行深入研究和分析，为多电平逆变器在实际应用中提供科学、合理的解决方案。
三、预期成果和意义本研究的预期成果包括以下几个方面：1. 多电平逆变器的基础原理和空间矢量调制技术的基本原理、应用特点等方面的深入理解。
2. 多电平逆变器空间矢量调制技术的实现方法和控制策略的探究，为实际应用中的逆变器设计提供指导。
3. 空间矢量调制技术在多电平逆变器中的应用效果及优化方法研究，为提高逆变器的性能和应用价值提供理论支持。
4. 研究成果将对多电平逆变器的研究和应用具有较大的推动作用，并有望在新能源、电力电子、电动汽车等领域得到广泛应用。
多电平逆变器的控制方法研究
目录目录 (1)引言 (2)1 各种主要控制策略的原理 (2)1.1多电平正弦高频PWM控制 (2)1.2空间矢量高频PWM调制 (4)1.3选择性谐波消除法 (4)1.4低开关频率空间矢量控制基于空间矢量理论 (6)1.5直接转矩控制 (7)2 多电平逆变器中的电压平衡技术 (8)3 结语 (12)引言多电平逆变器由于其在中、高压电力传动和电力系统中广阔的应用前景，近年来得到人们广泛的关注。
但是，随着电平数的增加，控制的复杂性也随之增加，并且会带来电压不平衡等问题，它对多电平逆变器的电压输出波形质量、有源和无源器件的应力、系统损耗、效率等都有直接的影响，所以对多电平逆变器的调制和控制策略的研究与对多电平逆变器拓扑研究一样，近年来发展很快。
本文将着重对多电平逆变器的调制和控制策略进行系统的分析。
多电平逆变器的调制和控制策略可以根据开关频率分为两大类：高开关频率PWM 调制方式和基波开关频率方式（图1 ）。
高频P W M 开关工作的各种方式具有的公共特点是：在多电平逆变器输出电压基波的一个周期内，功率半导体器件要换流很多次。
由于多电平逆变器允许使用多个高频载波和调制波，而每一个载波和调制波又可能有多个控制自由度，例如，载波有频率、相位、幅值等多个控制自由度；调制波有频率，幅值，零序分量和形状等多个控制自由度，这些控制自由度的不同组合，将可能产生许多不同的PWM 控制方法。
在当前工业应用中，非常普遍应用的是经典的正弦脉宽调制（SPWM）方式，并应用移相技术来减少负载电压中的谐波。
另外一种方法是已成功地用于三电平逆变器的空间矢量调制（S V M ）策略。
低频开关的各种工作方式中，在多电平逆变器输出电压的一个周期内，功率半导体器件通常只换流一次或两次，从而产生一个组合的阶梯形波形。
这种控制类型的代表是采用多电平选择性谐波消除和空间矢量控制。
1 各种主要控制策略的原理1.1 多电平正弦高频PWM 控制以经典的高频三角载波S P W M 技术为基础，在多电平逆变器中发展了几种多载波控制技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要：多电凭高压变频器自诞生以来就在节能和环保方面体现出极高的价值，也引起了众多的学者进行研究。
本文对多电平高压变频器的两种主要拓扑结构及其原理进行分析。
关键词：三电平；单元串联多电平；应用About multi-level high-voltage converter topology of the two TANG Xin g Long LIU Hui Kang XIONG Wen SUN Kai（Wuhan University of Science a nd Technology College of Information Science and Engineering,Wuhan Hu bei 430081）Abstract: With high voltage inverter, since its birth in the ene rgy-saving and environmental protection reflects the high value, it also ca used a lot of academics for research. In this paper, the multi-level high-vo ltage converter topology of the two main structure and principles for analy sis.Key words: Level 3; Series multi-level unit; Application1 前言对于高压电动机，我们如果采用传统的三相六拍的结构变频器对电动机进行控制，由于电压过高，加上电力电子器件开关速度的提高，这样开关器件输出的值就会很大。
由于电动机的绕组的中性点是不接地的，电动机每绕组对地存在分布电容，输出电压的变化相当于电容两端电压的变化，即对电容的频繁充放电，充放电对电动机定子绕组的绝缘将造成冲击，而且越大，冲击也越大。
电压输出端的电压谐波很容易引起电动机发热而造成电机的损坏，再加上由于电力电子器件本身制造的原因很难达到我所需要的6KV或10KV的高压所以就必须对变频器的拓扑结构进行研究。
多电平变换器最早引起研究者的兴趣是在1980年的IEEEIAS年会上，日本长冈科技大学的A.Naba。
等人提出了中性点钳位型（Neutral Point Clamped-NPC）的三电平电路结构[1]。
基本思想是通过一定的主电路拓扑结构获得多级阶梯波形输出来等效正弦波。
由于多电平变换器对功率逆变器件和控制电路要求都很高，最初并未受到太多关注。
直到90年代，随着GTO, IGBT的成熟应用和IGCT, IEGT等新型全控型器件的先后出现，以及以DSP为核心的高性能数字控制技术的普及，多电平变换器的研究和应用才有了迅猛发展。
目前已提出多种多电平电路结构，根据主开关器件的电压钳位方式，可将其分为二极管钳位型（Diode Clamped，又称中性点钳位型NPC）、电容钳位型（Capacitor Clamped）和单元级联型（Cascaded Multicell）三类[2]。
2 三电平变频器及其派生的方案2.1 三电平变频器的工作原理图1 三电平电路原理结构图图1所示是三电平逆变器单相的逆变部分的结构图，图中S1～S4是逆变器件的器件，逆变器件可以是GTO、IGBT或IGCT管。
V1～V4是逆变器件的续流二极管，V 5和V6是钳位二极管，为了平衡的电路，所有的二极管在选用时必须有相同的功率和相同的耐压等级。
而电容Ed的作用是滤去整流电压所产的谐波使得到的直流电压相对比较稳定，C点是中心点，是基点的参考电压。
通过对S1～S4功率逆变器件的开通和关断的控制，即可以输出三种不同的电平，当S1、S2开通时输出+Ed的电压，当S2、S3开通时输出的电压为0，当S3、S4开通时则输出-Ed的电压，由原理图可知在输出端能够输出三种不同的电压，所以把这种变频器叫做三电平变频器。
对S1～S4的开通时间进行控制则能近似的输出需要的正弦可调的电压来驱动电机，即SPWM调制变频方式。
我们可以建立如表1所示的工作状态表。
表1 各开关的工作状态根据以上的原理，我们用12只全控的逆变器件加箝位二极管就可以组成三相的三电平电压型变频器。
如下图2所示为三相三电平变频器的原理结构图，因为有共同的基点所以又称为中心点箝位变频器。
根据逆变器单相逆变器件的开关工作状态可知逆变器共有P、O、N三种稳定的工作状态。
现在我们对逆变器件按单脉冲延时α角触发来对逆变器件的开关工作状态进行控制进行输出电压滤形的研究，若变频器对三相Y形阻性负载供电，图3是单相输出的电压形式，图4是负载的连接图。
图2 三电平电压型变频器原理图图3 单脉冲控制单相输出电压波形图4 电阻性负载Y形连接图若假定负载的中点为O＇，电源逆变箝位中心点为O则可以用负载的相电压U AO＇如下的公式表示出：公式中表示O＇与箝位中点的O的电位差。
为了保证逆变器件的触发导通，我们这里设定触发的延迟角为：，即。
A、B、C三相的触发控制角相差120°，即。
则我们可知三相端口各自的输出电压，表2. 5是它们在不同时刻的输出的电压表。
表2 一周期内三相三电平输出端的各相电压根据表2和式（1）列出A相一个周期内的电压区间式子则有：以上所求的为A相在上半个周期内各个时间区域内的输出电压，下半个周期内输出的电压大小绝对值相等，只是电压的方向刚好相反，依次为0、-2/3E d、-E d、4/3E d、-E d、-2/3E d、，三相电各个输出中，B相，C相分别滞后A相2TT/3和4TT/3。
B 相的输出电压也是每∏/3就发生一次变化。
根所上面所求的U AO＇和U BO＇就可以得到输出端两相之间的线电压U AB，如表3所示。
表3 线电压的输出电压表根据表3我们可以画出A、B两相之间的电压输出波形图：图5 三相三电平输出线电压的波形由波形图5我们可以看出，输出的线电压的波形相似于正弦波形，但在接入电机前必须进行电抗器和电容进行滤波才能达到电机输入电压的控制要求，由于直接输出端的电压谐波比较大，所以三电平变频器必须有合理的滤波电路才能再对电机进行变频调的控制。
通对单脉冲的控制我们可以看出，如果对三电平变频方式进行SPWM方式变频控制则输出的电压波形将进一步逼近正弦波。
当然其滤波还是很大，必须接于较大的电抗器或者电容来减少谐波后对电机进行变频调速控制以免谐波的影响而损坏电机。
2.2 三电平变频的派生方案（1）二极管钳位型多电平在1983年的IAS年会上，A.Bhagwat等人进一步将三电平推广到任意多电平结构。
[3]如图6所示为采用二极管钳位结构的五电平变频器，其原理与三电平变频器大同小异，只是输出电压的台阶数更多、波形更好，在相同器件耐压下，可输出更高的交流电压，适合做成更高电压等级的变频器，但器件的数量和系统的复杂性也大大增加了。
图6 二极管钳位式五电平变频器逆变两相电路二极管钳位式五电平变频器的开关状态及输出电压如下表所示：表4 二极管钳位式五电平变频器的开关状态及输出电压通过分析可知。
二极管钳位型多电平电路的主要特点是：①采用多个二极管对相应的全控器件进行钳位来解决器件的均压问题。
M电平电路每相桥臂需全控型器件2（M-1）个。
需要使用大量钳位二极管，使七电平以上的NP C电路失去了实用价值。
②直流侧采用电容分压形成多级电平，不需要结构较复杂的曲折联结变压器。
M电平电路需M-1个分压电容，在控制上需解决电容电压不平衡问题。
③每相桥臂开关管的工作频率不同，中间开关管的导通时间远远大于外侧开关管，负荷较重。
这样很容易造成总是烧坏中间的开关器件。
开关器件的控制复杂，使得七电平以上的在实际应用很难进行控制。
（2）电容钳位型多电平电容钳位的飞跨电容型（Flying Capacitors）多电平电路是由T.A.Meynard等人在1992年的PESC年会上提出的[4]。
电容钳位型五电平电路如图7所示。
飞跨电容型多电平电路的主要特点是：①采用跨接在开关器件之间的串联电容进行钳位，M电平电路每相桥臂需（M-1）（ M-2）/2个钳位电容，直流侧分压电容与二极管钳位型电路相同。
②开关状态的选择比二极管钳位型电路具有更大的灵活性，有利于平衡开关器件导通时间和电容电压。
③由于直流滤波电容体积大、成本高、使用寿命较短，其实用价值不如二极管钳位型电路。
近年来又有几种基于上述两种结构的改进电路被提出，其中具有代表性的是F. Z. P eng等人在IEEE IAS2000会议上提出的钳位型多电平电路的统一拓扑结构[5] ，图8为其单相电路图。
二极管钳位型和电容钳位型电路都可以从这一电路拓扑推导得出，并且该电路可以实现直流电容电压的自动平衡。
2.3 单元串联多电平高压变频器为了增加电平数以提高输出电压等级，进一步减小高次谐波含量，M.Marchesoni 等人在1988年的PESC年会上提出了H桥级联的多电平逆变电路。
如图9是单元串联七电平的电路图。
图7 电容钳位式五电平变频器逆变两相电路图8 钳位型多电平电路统一拓扑结构的逆变单相电路图图9 三相单元级联七电平电路图单元级联多电平变频器采用若干个低压功率单元串联的方式来实现高压输出，这种电路的结构和方法很容易实现向更多电平数的扩展，实现更高电压的输出。
单元级联多电平的主要特点是：①每相由N个H单元级联而成，逆变电路输出相电压电平数M=2N+1，由于各个功率单元结构相同，易于模块化设计和封装；当某一单元出现故障，可将其旁路，而其余功率单元可继续运行，提高了系统的运行的可靠性。
②直流侧全采用独立电源供电，不需要钳位器件，不存在电压均衡问题。
若直流电由三相不可控整流电路供电时，整流侧需多绕组曲折联结变压器（移相变压器），增大了装置体积，但采用多重化整流减小了输入侧电流谐波。
③按某一定特定规律分别对每一个功率单元进行控制，各功率单元波形叠加即可得到多电平输出，控制方法比钳位型电路对各桥臂的整体控制简单，并且易于扩展更高的电压输出。
尽管功率单元级联多电平高压变频器需要大量的隔离直流电，级联结构还是具较高的性能，在实际工业应用中有也较多采用该种结构。
从90年代初开始，多电平逆变器在高压、大功率方面的应用越来越广泛，特别是在减小电网谐波和补偿电网无功方面有着良好的应用前景。
多电平逆变器不仅可以降低开关器件的电压额定值，而且大大改善了逆变器的输出波形，降低了输出电压的谐波畸变率。
3 多电平变频器的应用经过多年的研究，多电平逆变器的主电路拓扑在理论上已经基本完备。
在各种拓扑中，已能获得实际应用的是二极管嵌位式三电平逆变器和等电压单元级联式逆变器。