三电平分析
三电平SVPWM算法研究及仿真
三电平SVPWM算法研究及仿真三电平SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种常见的电力电子转换技术，用于控制三相逆变器或变频器输出的电压波形。
本文将着重研究三电平SVPWM算法，并进行仿真评估。
首先，我们来介绍三电平SVPWM算法的原理。
它基于矢量控制（Vector Control）理论，通过在三相逆变器的输出电压空间矢量图上选择合适的电压矢量，以实现所需的输出电压。
1.获取输入信号：通过采样电网电压和电网电流，获取输入信号的相位和幅值。
2.电网电压矢量合成：将电网电压坐标变换到α-β坐标系，然后将三相电压矢量转换为α-β坐标系下的矢量。
3. 电机电流转换：通过坐标变换将α-β坐标系下的矢量转换为dq 坐标系下的矢量，其中d轴是电机电流的直流分量，q轴是电机电流的交流分量。
4. 电机电流控制：通过PI控制器对dq坐标系下的电机电流进行控制，以实现所需的电机电流。
5.电网电压生成：通过逆变器控制器生成电网输出电压的矢量。
6.SVM模块选择：根据电网电压矢量在α-β坐标系下的位置，选择合适的SVM模块进行控制。
7.输出PWM波形：根据选择的SVM模块，将PWM波形通过逆变器输出到电网上。
接下来，我们将进行三电平SVPWM的仿真评估。
仿真环境可以使用Matlab/Simulink或者PSCAD等软件。
首先，我们需要建立三电平逆变器的模型，包括电网电压、逆变器、电机等组成部分。
然后，编写三电平SVPWM算法的仿真程序。
在仿真程序中，通过输入电网电压和电机负载等参数，我们可以模拟电网电压和电机电流的变化情况。
然后，根据三电平SVPWM算法，计算逆变器输出的PWM波形，并将其作为输入给逆变器，从而实现对电网电压和电机电流的控制。
最后，通过仿真结果分析三电平SVPWM算法的性能，包括输出波形的失真程度、功率因数、谐波含量等。
并与传统的两电平SVPWM算法进行对比，评估其性能优势。
NPC三电平电路拓扑的分析及测试方法
NPC三电平电路拓扑的分析及测试方法NPC三电平拓扑：在NPC三电平拓扑结构中,每相的功率元器件总共有6个。
4个IGBT ：T1，T2，T3，T4以及2个钳位二极管Da，Db。
4个IGBT的开关状态组合可以组成不同的模态。
NPC三电平拓扑的模态分析：将T1，T2，T3，T4的状态分别用1和0表示，1表示开通，0表示关断，可以有以下组合(假定电流的流向向内)：从上表可以看出，NPC三电平电路的模态有5种。
其中包括稳定态C，6，3以及过渡态4和2。
NPC三电平拓扑的模态分析：在输出状态转化时，为了避免桥臂直通的风险，通常会嵌入一定的死区时间。
这就意味着在状态转换时存在过渡态：NPC三电平电路的换流过程分析：下面我们对每个模态进行逐个的分析。
1. 关于电流流向的假设：实际上，电流朝外流与电流朝内流是两种对偶的情形，只需要分析其中一种电流方向即可，另一种情况是一样的。
2. 在后面的分析中，我们假定电流朝内流。
C状态，各个开关IGBT的状态为1100，电流路径如右图所示。
D1，D2续流，电流并没有经过T1，T2。
在C向6转换的过程中，有一个死区状态，我们定义为4状态。
切换状态为：C->4 IGBT 从1100切换成0100。
在这个时刻，T1 关断，因为电流本来就没有经过T1，所以这个时刻电路内不发生任何换流行为，D1，D2仍然续流。
开关状态从4切换为6的过程，即IGBT的状态从0100切换成0110。
在这个时刻，T3 开通，发生以下换流行为：1. 因为T2一直是处于开通状态，所以a点电位总是等于AC的电位。
2. T3开通时，Db也会导通，形成如右图红色所示的换流回路以及蓝色所示负载电流。
3. 此时，b点的电位被迅速拉至0点，AC及a的电位也会被拉至0点，这意味着，D1被强迫关断，D1会发生反向恢复行为。
在这个换流过程中，反向恢复电流穿过了C1，D1，T2，T3，Db及这个回路中的杂散电感，这是大换流回路。
三电平逆变器和两电平逆变器输出线电压波形
【三电平逆变器和两电平逆变器输出线电压波形深度分析】一、引言三电平逆变器和两电平逆变器是现代电力系统中常见的电力电子设备，在电力调制和控制方面有着重要的应用。
本文将深入探讨三电平逆变器和两电平逆变器的输出线电压波形特点，从电压波形理论、功率电子器件原理、调制技术和控制策略等方面展开分析，旨在帮助读者全面理解这两种逆变器的工作原理和优劣势，以及在实际工程中的应用。
二、三电平逆变器和两电平逆变器的工作原理1. 两电平逆变器输出线电压波形在两电平逆变器中，输出线电压波形为方波波形，其特点是波纹较多，谐波含量较高，对输出负载和电网产生不利影响。
其输出电压幅值较大，谐波含量高，容易引起线路和负载损耗增加，不利于提高系统的功率因数和电网质量。
2. 三电平逆变器输出线电压波形而在三电平逆变器中，输出线电压波形为多电平波形，其特点是具有更低的谐波含量和较小的波动，使得输出线电压更接近正弦波形。
相比于两电平逆变器，三电平逆变器具有更高的输出品质，可以显著降低谐波含量，减小输出电压的波动，有效降低系统损耗，提高系统的工作效率和稳定性。
三、电压波形的深度评估1. 电压波形的理论意义从理论上讲，输出线电压波形的质量直接影响着逆变器系统的功率质量、谐波污染和电磁兼容性。
良好的输出线电压波形能够降低系统损耗，减小谐波产生，改善系统的功率因数，提高逆变器系统的工作效率和电网质量。
2. 电力电子器件的原理在输出线电压波形形成过程中，电力电子器件的开关特性和导通能力对波形质量起着至关重要的作用。
在两电平逆变器中，电力电子器件的开关频率高、导通压降大，容易产生较多的谐波成分；而在三电平逆变器中，多电平输出的工作模式可以有效减小电力电子器件的开关损耗，提高其工作效率。
3. 调制技术和控制策略输出线电压波形的质量还与逆变器的调制技术和控制策略密切相关。
在调制技术方面，两电平逆变器多采用较为简单的PWM调制方式，难以减小谐波含量；而三电平逆变器则通过多种调制方式和控制策略，实现多电平输出，可以有效降低谐波成分，优化输出线电压波形。
三电平 电机参数辨识
三电平电机参数辨识我们需要明确三电平电机的参数包括哪些。
通常情况下，三电平电机的参数包括电阻、电感和磁链。
电阻是电机内部电阻的大小，电感是电机内部电感的大小，磁链是电机内部磁链的大小。
这些参数直接影响电机的性能和控制特性，因此准确地辨识这些参数非常重要。
那么，如何进行三电平电机参数的辨识呢？一种常用的方法是使用实验数据进行辨识。
首先，我们需要通过实验测量电机的电流、转速和电压等关键参数。
然后，基于这些实验数据，可以采用系统辨识的方法，如最小二乘法、Kalman滤波等，对电机的参数进行估计和辨识。
在实际应用中，还可以借助模型辅助辨识。
通过建立电机的数学模型，结合实验数据进行参数辨识。
常用的电机模型包括直流电机模型、感应电机模型、永磁同步电机模型等。
利用这些模型，可以通过参数拟合的方法，将实验数据与模型进行比较，从而得到电机的参数估计结果。
除了实验数据和模型辅助辨识外，还可以利用专业的辨识软件进行参数辨识。
这些软件通常具有强大的辨识算法和辨识模型库，可以根据实验数据快速准确地辨识出电机的参数。
同时，这些软件还可以提供辨识结果的分析和验证功能，帮助用户评估辨识结果的准确性和可靠性。
在进行三电平电机参数辨识时，需要注意以下几点。
首先，实验数据的质量对参数辨识的准确性影响很大。
因此，在进行实验时，需要保证实验环境的稳定性和准确性，尽量排除干扰因素。
其次，参数辨识的方法和工具选择也很重要。
不同的辨识方法和工具适用于不同的电机类型和应用场景，因此需要根据实际情况选择合适的方法和工具。
最后，辨识结果的验证也是必不可少的。
通过与实际应用结果的比较和验证，可以评估辨识结果的准确性和可靠性。
对三电平电机参数进行辨识是实现精确控制的关键步骤。
通过实验数据、模型辅助和专业工具等手段，可以准确地辨识出电机的参数，为后续的控制设计和参数调节提供依据。
然而，在进行参数辨识时需要注意实验数据的质量、方法和工具的选择以及结果的验证，以确保辨识结果的准确性和可靠性。
三电平分析
电力电子系统仿真报告题目三电平H桥级联型逆变器专业班级学生指导教师2016年3月10日三电平H桥级联型逆变器一、摘要级联型多电平变频器输出电压谐波含量小，易于实现模块化，适用于高压大功率场合。
本文主要针对三电平H桥级联型逆变器的拓扑结构和控制方式的相关问题进行分析与研究。
级联个数不同，对控制方法也有不同的要求。
提出了基于载波层叠调制和载波移相调制的混合载波调制方法，三电平桥臂内采用反相层叠载波调制，级联单元间及桥臂间均采用载波移相调制。
本文根据级联个数的奇偶性，在级联单元间分别采用不同的载波移相控制方法，并通过PSIM软件仿真验证了这种采取不同控制方法的正确性，同时也对输出电压的谐波进行了分析。
二、选择PSIM仿真软件PSIM是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用软件。
PSIM是由SIMCAD 和SIMVIEM两个软件来组成的。
它具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。
PSIM还提供了一个强有力的对功率电子学、模拟及数字控制、磁以及电机驱动系统进行研究的仿真环境，需要用户确定的参数极少，仿真速度快，界面友好。
与基于SPICE的仿真软件不同，PSIM并不是为一般的电子电路仿真而设计的，而是针对性很强的一种仿真软件。
与SPICE相比，它具有更快的仿真速度和更强的收敛性。
PSIM几乎不会出现仿真不收敛的情况。
根据其用户界面直观、易于使用，用PSIM直观、简单的操作界面可迅速搭建电路图，PSIM相比其它仿真软件的最重要的特点是仿真速度快，可仿真任意大小的电力变换电路和控制回路等这些特点。
根据本文的要求以及仿真软件的特点，要想达到预期的仿真效果，我就选择用PSIM进行仿真来实现其仿真结果。
三、选择所需的仿真步长我们知道仿真时的时间概念与真实的时间并不一样，它只是计算机在仿真中对时间的一种表示，比如10秒的仿真时间，如果采样步长定为0.1，则需要执行100步，若把步长减小，则采样点数增加，那么实际的执行时间就会增加。
三电平逆变器的分析与控制
三电平逆变器的分析与控制薄保中 苏彦民西安交通大学 摘要:三电平逆变器在中压大功率场合应用很广泛。
由于中点电位波动等问题使三电平逆变器的控制较复杂。
文章分析了空间矢量对中点电位波动的影响,仿真结果说明采用空间电压矢量控制方法时,通过选择多余的小矢量来控制中点电位波动是一个有效的方法。
关键词:三电平逆变器 中点电位波动 控制方法Analysis and Control of Three-level InvertersBo Baozhong Su YanminAbstract:T hree-level inver ters have found w ide applications in mediu m-voltage h igh-pow er applications. Du e to neutral-point poten tial flu ctuation th e in verters are difficult to control.In the paper th e in fluence of s pace vectors on the neutral-point potential fluctuation is investigated.It is verified b y simulation r esu lts that selecting redu ndant sm all s pace vectors is an effective way of control n eutral-point potential fluctuation w hen usin g s pace vector PWM techniqu e.Keywords:th ree-level inverters neutral-point p otential flu ctuation control tech nique1 前言三电平逆变器1981年由A.Nabae等人率先提出[1],在牵引等领域采用GT O元件的中压变频器得到了广泛的应用。
i型三电平和t型三电平应力
i型三电平和T型三电平应力一、引言在电力电子技术中，三电平技术是一种常见的电压输出方法，广泛应用于各种逆变器和电机控制系统中。
其中，i型三电平和T型三电平是最常见的两种三电平拓扑结构。
这两种结构在应力分布、电压输出和电路复杂性等方面都有各自的特点。
本文将分别分析i型三电平和T型三电平的应力特性，并对其优缺点进行比较和总结。
二、i型三电平应力分析i型三电平（也称为二极管箝位型三电平）是一种使用箝位二极管的拓扑结构，可以将输出电压分为三种电平：正电压、零电压和负电压。
由于i型三电平使用二极管进行电压箝位，因此其电路较为简单，且能够承受较大的电压和电流应力。
在i型三电平结构中，主要的电压和电流应力发生在开关管和箝位二极管上。
由于箝位二极管的存在，i型三电平的开关管可以承受全电压，而不需要额外的箝位电容或电感。
因此，i型三电平具有较低的元件应力和较高的工作效率。
然而，由于i型三电平需要使用多个箝位二极管，其电路复杂性相对较高，且会产生较大的谐波分量。
三、T型三电平应力分析T型三电平（也称为电容箝位型三电平）是一种使用箝位电容的拓扑结构，可以将输出电压分为三种电平：正电压、零电压和负电压。
与i型三电平相比，T型三电平的结构更为简单，并且能够实现零电压开关（ZVS），从而降低开关损耗。
在T型三电平结构中，主要的电压应力发生在开关管和箝位电容上。
由于T 型三电平只需要一个箝位电容，其电路复杂性相对较低。
同时，由于T型三电平可以实现ZVS，其开关损耗较低，且能够在较高的开关频率下工作。
然而，T 型三电平的开关管需要承受全电压，因此需要使用较大的开关管和相应的驱动电路。
此外，T型三电平的输出电压谐波分量较大，需要进行相应的滤波处理。
四、比较与结论通过比较i型三电平和T型三电平的应力特性，可以得出以下结论：1.i型三电平的电路复杂性较高，但开关管的应力较小，适用于需要承受较大电流应力的场合。
而T型三电平的电路较为简单，但开关管的应力较大，适用于需要实现零电压开关的应用场景。
T型三电平换流过程分析
IGBT模块T型三电平拓扑换流过程分析及测试方法IGBT模块T字型-三电平电路拓扑和状态表：T字型-三电平电路拓扑1）拓扑中共有4只IGBT，4只二极管，还有电容组C1和C2；假设正负母线电压均等，都是Vdc。
2）将T1，T2，T3，T4的状态用1和0分别表示，1表示开通，0表示关断。
T字型-三电平电路状态表1）状态采用16进制表示；2）稳定模态有3种：C，6，3；3）死区状态有2种：4，2。
死区状态的切换用黄色部分表示。
状态循环和电流流向：在该拓扑中，IGBT的所有开关状态的切换是循环的过程。
在该拓扑中，电流的流向分为两种情况：朝内-蓝色箭头所示；朝外-红色箭头所示。
由于这两种情况是对偶关系，所以在以下的分析中，我们假定电流流向朝外（红色箭头）。
状态C-1100：状态C-1100-->状态4-0100：状态4-0100-->状态6-0110：状态6-0110-->状态2-0010：状态2-0010-->状态3-0011：状态3-0011-->状态2-0010：状态2-0010-->状态6-0110：状态6-0110-->状态4-0100：状态4-0100-->状态C-1100：小结：经过以上对三电平拓扑中每个切换过程的分析，可以得出如下结论：IGBT部分：1）电流朝外流时：T1(C-->4)，T2(6-->2)在关断时会有电压尖峰。
2）电流朝内流时：T3(6-->4)，T4(3-->2)在关断时会有电压尖峰。
3）T1~T4在关断时产生的电压尖峰，都是基于半个母线电压Vdc。
但是由于T1管和T4管的阻断电压高，所以T1管和T4管的关断电压应力风险相对较低；而T2管和T3管是低压管，所以T2管和T3管的关断电压应力相对较大，这点需要特别注意。
二极管部分：1）电流朝外流时：D3，D4有续流。
D3(4-->C)，D4(2-->6)反向恢复。
三电平PWM整流器几个关键问题的分析
ｔ ｅ－ ｖｌｖｌｇ ｐｃ ｅｔｒｐ ｌ ｉ ｈ ｍ ｄ ｌｉｎ Ｓ Ｐ ｈ ｅｌ ｅ ｏａｅ ｓａｅ ｖｃ ｕｓ ｗｄ ｏｕ￣ ｏ （ Ｖ ＷＭ）ｔｃｎｑ ｅ ｓｍ ｅ ｉ ｄａ ａ ｓ ｓｇｔａｏｔｔｅ ｒ ｅ ｔ ｏ ｅ ｔ ｅｈ ｉｕ ，ｏ ｅｄｔ ｌ ｎｌ ｉ ｉ ｏ ｂ ｕ ａｅ ｙｓ ｈ
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NPC三电平电路拓扑的分析及测试方法
NPC三电平电路拓扑的分析及测试方法NPC（Neutral Point Clamped）三电平电路是一种常用的多电平变换器拓扑结构，在工业应用中具有较高的实用价值。
本文将对NPC三电平电路的拓扑及其分析方法进行详细阐述，并介绍相应的测试方法。
1.NPC三电平电路拓扑结构NPC三电平电路由两个单臂全桥逆变器和一个中间电路组成。
每个单臂全桥逆变器由两个IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）和两个反并联的二极管组成，共同接驳在直流侧和中间直流电压上。
中间电路由一个电感和一个电容组成。
2.NPC三电平电路分析2.1开关状态分析2.2电流分析通过分析开关状态，可以确定电流的流向和路径，进一步计算电流的大小。
根据电流大小，设计合适的电感和电容参数，并确保电流的正常流通。
2.3功率分析根据电流和电压的计算结果，可以得到功率的分布情况。
通过分析功率分布，可以确定电路的损耗情况，并优化电路的工作效率。
3.NPC三电平电路测试方法3.1输入电流电压测试通过测试输入电流和电压的波形，可以了解电路的输入特性和电力质量。
测试方法可以采用示波器和电压电流传感器，并结合数据采集卡进行数据记录和分析。
3.2输出电压波形测试通过测试输出电压的波形，可以评估电路的输出质量和稳定性。
测试方法同样可以采用示波器进行测试，并结合数据采集卡进行数据记录和分析。
3.3效率测试通过测试输入功率和输出功率，可以计算电路的效率。
测试方法可以采用功率分析仪进行测试，并结合数据采集卡进行数据记录和分析。
3.4温度测试通过测试IGBT和二极管的温度，可以了解电路的热稳定性。
测试方法可以采用温度传感器进行测试，并结合数据采集卡进行数据记录和分析。
4.结论本文详细介绍了NPC三电平电路的拓扑结构及其分析方法，并提供了相应的测试方法。
通过电路的开关状态分析、电流分析和功率分析，可以了解电路的工作情况；通过输入输出电流电压测试、输出电压波形测试、效率测试和温度测试，可以评估电路的性能和稳定性。
四种非隔离三电平直流变换器原理分析
四种非隔离三电平直流变换器原理分析1 Buck TL DC/DC 变换器 (1)1.1 D ≧0.5时Buck TL 变换器的工作情况 (2)1.2 D ≦0.5时Buck TL 变换器的工作情况 (2)2 Boost TL DC/DC 变换器 (3)2.1 D ≧0.5时Boost TL 变换器的工作情况 (3)2.2 D ≦0.5时Boost TL 变换器的工作情况 (4)3 Buck-Boost TL DC/DC 变换器 (4)3.1 D ≧0.5时Buck-Boost TL 变换器的工作情况 (5)3.2 D ≦0.5时Buck-Boost TL 变换器的工作情况 (5)4 Cuk TL DC/DC 变换器 (6)4.1 D ≧0.5时Cuk TL 变换器的工作情况 (7)4.2 D ≦0.5时Cuk TL 变换器的工作情况 (7)对于Buck 、Boost 、Buck-Boost 、Cuk 几种三电平DC/DC 变换器，当滤波电感较小或负载较轻时，电感电流将会断续，此处只讨论当电感电流连续时的情况。
下文将详细分析其各自工作原理。
1 Buck TL DC/DC 变换器图1显示了Buck 三电平DC/DC 变换器的主电路，其中d1C 和d2C 为两个分压电容，其电容量非常大且相等，电压均为输入电压的一半。
1Q 、2Q 为两只开关管，1D 、2D 是续流二极管，f L 是滤波电感，f C 是滤波电容，LD R 是负载。
1Q 和2Q 交替工作，其驱动信号相差180度相角。
Q1Vin Q2Cd1Cd2D1D2Cf RLD1 Buck 三电平DC/DC 变换器主电路图当开关管的占空比D 大于0.5或小于0.5是，变换器的工作模式有所不同，下面做不同的分析。
1.1 D ≧0.5时Buck TL 变换器的工作情况当D ≧0.5时，在一个开关周期[6]内，变换器有4个开关状态。
1）开关模态1[0t ,1t ]。
逆变三电平I型和T型电路的比较分析
逆变三电平I型和T型电路的比较分析随着太阳能、UPS技术的不断发展和市场的不断扩大，对逆变器效率的要求也越来越被制造商所重视，因此三电平的拓扑结构便应运而生。
众所周知，与传统两电平结构相比，三电平结构除了使单个IGBT阻断电压减半之外，还具有谐波小、损耗低、效率高等优势。
目前针对三电平拓扑结构有很多种，最常见的两种拓扑结构为三电平“I”型和三电平“T”型，接下来会对这两种结构从不同方面进行分析。
三电平电路示意图如图1，2所示的两种三电平电路图，为了区分这两种电路，根据四个开关管在线路图中的的排列方式，我们将前者成为I字型，后者称为T字型。
三电平电路与普通的半桥电路相比，因为具有了中点续流的能力，所以对改善输出纹波，降低损耗都有很好的效果。
图1. 三电平“1“字形电路示意图图2. 三电平“T“字形电路示意图两种电路的分析1.芯片阻断电压不同三电平I型电路中，4个IGBT管均承受相同的电压，而T型Q1&Q4管承受两倍的电压。
比如，若直流母线为600V时，I型4个IGBT管阻断电压为600V/650V, 而T型Q1&Q4管为1200V. 1200V的IGBT芯片比600V/650V芯片有更大的开关损耗及导通损耗，这意味着芯片的发热更大，需要更多的硅芯片。
而硅芯片的增加，成本也必然随之增加。
然而在实际上，对于I型电路，当两个开关管的电压串联承受2倍BUS电压时，由于元件本身的差异，两个开关管承受的的电压不可能完全相同，因此，为了保证开关管的安全工作，I型电路中开关管也应按照承受2倍BUS电压去设计。
所以，从实际角度出发，在开关耐压的选择上，I型电路并没有太大优势。
2.元件数量不同从拓扑结构图中，很容易可以看出T型电路要比I型电路少两个Diode，这对于减少空间有好处。
3.控制时序不同三电平I型需先关断外管Q1/Q4,再关断内管Q2/Q3,防止母线电压加在外管上导致损坏；而T型则无时序上的要求。
两电平与三电平比较
两电平与三电平比较两电平(三相三线/三相四线) 三电平(多T/I型，少双电H型) 拓扑结构输出电压波形特点结构简单、成本低、技术成熟输出电压谐波含量(THD)低、开关频率低、连接电抗小顾客关心1、功率因数：两者都能实现相同效果；2、成本：两电平有优势；三电平除正负电平外，比两电平多了一个0电平，即更低开关频率(更小电抗)即能输出谐波含量相同的波形，但为此节省的散热器和连接电抗成本不足以弥补三电平多出的IGBT和二极管成本。
3、稳定性：两电平技术成熟；顾客不关心1、机器内部到底是何构造(两电平还是三电平)；2、常规两电平输出电压谐波含量(THD)≤5%，常规三电平输出电压谐波含量(THD)≤3%，国标规定≤5%即可，且我们之前样机均≤3%；3、开关频率大小；4、体积上可能稍有关心；未来趋势成本更低—两电平波形更完美(谐波更低)—三电平户外柱上式无功补偿装置(SVG)适用于户外柱上变压器低压0.4kV侧电压系统，是采用模块式结构设计的动态无功补偿装置。
下图为SVG动态无功补偿装置基本工作原理示意图。
产品原理电压支撑原理：SVG对补偿点电压进行采样，将电压信息传递给内部处理器FPGA，以判断补偿点电压是否超过设定值，当电压超过电压上限(Umax)时，SVG输出感性电流，降低电压；当电压低于调压下限时(Umin)，SVG输出容性电流，提升电压。
最终使各相电压稳定在正常范围内。
无功补偿原理：SVG通过外部电流互感器实时检测系统或者负载电流，利用瞬时无功算法计算当前的功率因数，当系统功率因数低于设定的功率因数目标值时，快速计算出待补偿的无功电流，生成IGBT的PWM控制信号，使装置发出容性或感性的无功电流注入系统，实现动态无功补偿的目的，保证系统功率因数始终不低于设置值。
三相不平衡补偿原理：SVG通过外部CT检测系统电流，并将系统电流信息发送给内部控制器作分析处理，以判断系统是否处于不平衡状态，同时计算出达到平衡状态时各相所需要转换的电流值，然后将信号发给内部IGBT并驱动其工作，将不平衡电流从电流大的相转移到电流小的相，最后达到三相平衡状态；产品用途1、提高功率因数，降低电网损耗，提高使用效率；2、稳定电网电压，避免电网电压出现降低、波动和闪变；3、降低变压器温升和噪音，延长变压器使用寿命；4、变压器过载能力提高，提升有效使用容量；5、改善电压畸变，排除零线过热导致的安全隐患(火灾或者设备短路)；6、治理电网三相不平衡；7、提高设备稳定性，保证用电正常；产品特点1、功能多样化：自动无功补偿功能、电能质量监测功能、配变工况监测功能和考核计量功能；2、可显示0-25次谐波电流含量；3、完成的自诊断功能：能够实时检测系统故障和设备故障，如过压、过流、温度、缺相等，并可实时记录故障发生的时间，故障排除后设备可自行启动，减少了用户的巡视量工作同时方便故障的诊断和查询；4、产品集成度高，装置导线、接点和线路损耗大量减少，降低了箱体内部的温升，大大提高了运行的稳定性；5、完美的管理功能：实现了对配电变压器的各种数据的实时监控和管理，满足了无功补偿的综合管理要求；6、可通过GPRS/以太网通信方式实现遥测和遥调；性能优势∙模块式设计；∙有源补偿技术；∙双向补偿系统无功；∙动态连续无级补偿；∙改善功率因数；∙动态响应时间<5ms；∙自动限流，不过载；∙多重控制模式；∙防护等级IP54；∙可以补偿负荷三相不平衡；∙具备25次以下谐波补偿功能；∙低噪音设计；∙FPGA+DSP数字处理；∙体积小、重量轻；∙无投切涌流。
大功率三电平变频器损耗计算及散热分析
2011年2月电工技术学报Vol.26 No. 2 第26卷第2期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Feb. 2011大功率三电平变频器损耗计算及散热分析景巍谭国俊叶宗彬（中国矿业大学信息与电气工程学院徐州 221008）摘要准确计算功率器件损耗可优化变频器的散热设计。
功率器件的导通和开关特性对温度比较敏感，损耗计算必须考虑结温的影响。
本文分析了中点钳位式（NPC）三电平变频器功率器件导通和开关规律，在此基础上建立了一套实用的损耗计算方法。
通过热阻等效电路计算了功率器件的结温。
对一台1MVA NPC三电平变频器在逆变和整流两种典型工况下进行了试验分析，采用红外热成像仪对功率器件的温度进行测量，计算和测量结果误差率在5%以内，验证了损耗计算的准确性。
关键词：三电平变频器 IGBT模块损耗结温散热热阻中图分类号：TM464Losses Calculation and Heat Dissipation Analysis ofHigh-Power Three-Level ConvertersJing Wei Tan Guojun Ye Zongbin（China University of Mining and Technology Xuzhou 221008 China）Abstract Thermal design of the converter can be optimized if the power losses are precisely known. The device’s conduction and switching characteristics are very sensitive to the temperatures, so the influence of junction temperatures must be taken into consideration when calculating the power losses. In this paper, a practical loss calculation method is derived based on the analysis of the conduction and switching principles of the neutral point clamping three-level converters. Using thermal resistance equivalent circuit, the devices junction temperatures are acquired. An 1MVA NPC converter is tested in inverter and rectifier operating modes, and the infrared thermal imager is used to measure the devices temperatures. The error rates between measured and calculated temperatures are within 5% range and thus the validity of the loss calculation method is verified.Keywords：Three-level converter, IGBT module, loss, junction temperature, heat dissipation, thermal resistance1引言大功率变频器采用多电平技术可有效地降低变频器输出电压的谐波成分，改善其输出性能[1]。
三电平ANPC并网逆变器损耗分布平衡分析
４ 总 结
结 合 公 安 网 上 的 很 多 重 要 应 用 系 统 缺 乏 有效 的安全 防护措施 的现状 ，提 出了一种新 的 安 全 防护 及 内 部控 制 管 理 机 制 ，通 过 加 强 对 公 安专 网终 端 的 管理 力 度 ， 及 时 发 现 制 止 非 授 权 访 问、数据盗取 、信息泄露 、违规接入 等问题 ， 形成 以终端 管理为核心的公安数据信 息安全管 控能 力，弥补 了公安网对违规行为无法进 行事 前警告 ，也不能做 到事中制止的缺陷。
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图 ｉ：三 电 平 ＳＨＥＰＷＭ输 出 波 形 及 分 区
合 分 析 之 后 ， 可 以 得 出 三 电 平 ＡＮＰＣ 逆 变 器 所 有 相 桥 臂 都 能 实 现 ６种 状 态 的 打 开 和 关 闭 。
＜＜上 接 ２２２页
身份 合法 、 设 备 安 全 和 资源 访 问范 围 可控 ， 让 终端用 户的应 用行为和信息得到 安全的保护 ， 提 高 公 安 专 网 终 端 的 主 动 防 御 能 力 。
应 用 行 为 安 全 监 管 平 台 以 审 计 应 用 系 统 为 核 心 ， 以应 用 系 统 的终 端 访 问行 为 、 证 书 目 志为数据来源 ，以终端监管 为手段 ，通过大数 据 技术建模，对业务信 息泄 露、民警干私活、 内部人员入侵攻击等违规案事件进 行预警和应 急处置 。应用行为安全监管 平台架构如图 ｌ所
三电平SVPWM算法研究及仿真
三电平SVPWM算法研究及仿真三电平SVPWM算法研究及仿真一、引言近年来，随着电力电子技术的不断发展，交流调速系统在工业领域得到广泛应用。
为了实现高精度的交流调速，研究人员提出了各种调制技术。
在这些技术中，多电平逆变器作为交流调速系统中最重要的部分之一，其控制算法的研究和优化具有重要意义。
三电平空间矢量调制（SVPWM）算法作为一种较为有效的调制技术，广泛应用于多电平逆变器中，本文主要围绕三电平SVPWM算法的研究及仿真展开。
二、三电平SVPWM算法原理三电平SVPWM算法是采用空间矢量图形方法决定逆变器输出电压矢量的调制技术。
它通过将逆变器的输出电压矢量离散化为六个等效矢量，进而形成一种或多种适用于逆变器的控制信号。
在三电平逆变器中，根据电网的工作状态和逆变器的负载需求，可以得到逆变器的输出电压的各个组分，进而得到逆变器的输出电压矢量。
三、基于三电平SVPWM算法的控制策略在三电平逆变器应用中，SVPWM算法可用于控制逆变器输出电压的矢量。
具体而言，SVPWM算法包含以下三个步骤：1. 根据电网的输入电压和逆变器的输出电压需要，确定合适的工作模式；2. 确定逆变器输出电压矢量；3. 根据逆变器输出电压矢量，确定合适的控制信号。
四、三电平SVPWM算法的仿真实验本文采用MATLAB/Simulink软件对三电平SVPWM算法进行仿真实验。
仿真电路包括电网、三电平逆变器和负载三个部分。
仿真实验的主要目的是验证三电平SVPWM算法在逆变器输出电压调制方面的优势。
在仿真实验中，通过改变电网的输入电压、逆变器输出电流以及负载的变化来观察三电平SVPWM算法的性能。
五、仿真结果分析仿真结果表明，三电平SVPWM算法能够有效地通过控制逆变器的输出电压矢量，实现对电机的精确控制。
在不同工作负载下，三电平SVPWM算法能够实现较低的失真度和较高的功率因数。
此外，仿真结果还显示，三电平SVPWM算法具有较高的效率和稳定性，在实际应用中具有一定的可行性。
逆变三电平I型和T型电路的比较分析
逆变三电平I型和T型电路的比较分析逆变器是一种能够将直流电能转换为交流电能的电力电子装置。
逆变器根据其输出电压和电流波形的不同可以分为多种类型，其中比较常见的是逆变三电平I型和T型电路。
下面将对这两种电路进行比较分析。
1.组成结构逆变三电平I型电路由一个或多个三电平H桥逆变器级联而成，其中每个逆变器由六个开关管组成。
而T型电路由一个全桥逆变器和一个二电平逆变器级联而成，其中全桥逆变器由四个开关管组成，而二电平逆变器由两个开关管组成。
2.功能特点逆变三电平I型电路具有输出电压和电流谐波含量低、输出电压失真小、输出功率因数高等特点。
同时，逆变三电平I型电路的输出电压波形接近正弦波，并且具有电压振荡频率较高的特点。
而T型电路具有结构简单、控制电流小、价格低等特点。
但是，T型电路的输出电压和电流谐波含有多次谐波成分，因此输出波形的失真程度较大。
3.性能指标逆变三电平I型电路的输出电压失真率较低，其THD（Total Harmonic Distortion）值一般在2%以下，输出功率因数也较高，且输出电压波形接近正弦波。
而T型电路的输出电压失真率较高，THD值可达到10%以上，且输出功率因数较低。
4.控制策略逆变三电平I型电路采用的是PWM（Pulse Width Modulation）控制策略，通过控制开关管的开关时间来实现输出电压质量的控制。
而T型电路可以采用PWM控制，也可以采用脉宽调制（PWM）和频率调制（FM）相结合的调制策略。
5.适用范围综上所述，逆变三电平I型电路具有输出电压质量好、功率因数高等优点，但是结构复杂，成本相对较高。
而T型电路则具有结构简单、价格低等优点，但是输出质量较差。
因此，在不同的应用场景下，可以根据实际需求选择适合的逆变器结构和控制策略。
三电平BUCK电路应用分析
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对 比Ｔ Ｌ Ｂ Ｕ ＣＫ 电路 和 Ｂ Ｕ ＣＫ 电 路
的 电 压 增 益 开 关 管 应 力 和 电 感 电 流 ，
纹波 表 见
１ 。
表 １ Ｔ Ｌ ＢＵ Ｃ Ｋ 电 路 与 Ｂ Ｕ Ｃ Ｋ 电路 比 较
１
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Ｔ Ｌ Ｂ Ｕ
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Ｔ Ｌ Ｂ Ｕ Ｃ Ｋ 电 路 不 同 于 巳 Ｕ Ｃ Ｋ 电
路 由 两 个 开 关 管 和 二 极 管 以 及 一 个 ，
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电 路 的 两 只 开 关 管 在 工作 时 ， 相
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，
，
形 ，
验证控制 方案 的 可 靠 性 以 及 充 电 主 电路 的 可 行性 ，
解 决 了 列 车 运 行 的 供 电 问 题 。
关键词 ：
三 电 平 Ｍ ＣＫ 电 路
恒流
控 制 策略
中 图 分 类 号 文献 标 识 码 文 章 编 号 ：
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三电平变流器内外管电压不平衡分析
尚 扬（１９９１—），男，工程师，主要从事微电网自动控制及电能质量治理研究。
王永生（１９７０—），男，高级工程师，主要从事调控运行管理工作。
魏 超（１９８８—），男，工程师，主要从事智能电网调度控制工作。
基金项目：国家自然科学基金项目（５１１７７０３７）三电平变流器内外管电压不平衡分析尚 扬１， 王永生１， 魏 超１， 黄海宏２（１．国网安徽省电力公司六安供电公司，安徽六安 ２３７０００；２．合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽合肥 ２３０００９）摘 要：三电平变流器在相邻开关状态之间转换时，会发生内外管电压不平衡现象。
对其产生机理进行研究，结果表明是由于电路中分布电感对ＩＧＢＴ的ＣＥ间等效电容释放能量所导致的，采用ＲＣ缓冲电路能有效抑制内外管电压不平衡。
最后，对原理进行分析，并通过实验进行验证。
关键词：三电平变流器；内外管电压不平衡；分布电感；ＲＣ缓冲电路中图分类号：ＴＭ４６ 文献标志码：Ａ 文章编号：２０９５ ８１８８（２０２３）０５ ００２５ ０５ＤＯＩ：１０．１６６２８／ｊ．ｃｎｋｉ．２０９５ ８１８８．２０２３．０５．００４ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＶｏｌｔａｇｅＩｍｂａｌａｎｃｅＢｅｔｗｅｅｎＩｎｎｅｒａｎｄＯｕｔｅｒＰｏｗｅｒＴｕｂｅｓｏｆＴｈｒｅｅ ｌｅｖｅｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒＳＨＡＮＧＹａｎｇ１， ＷＡＮＧＹｏｎｇｓｈｅｎｇ１， ＷＥＩＣｈａｏ１， ＨＵＡＮＧＨａｉｈｏｎｇ２（１．Ｌｕ’ａｎＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，ＳｔａｔｅＧｒｉｄＡｎｈｕｉＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙ，Ｌｕ’ａｎ２３７０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｉｍｂａｌａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｉｎｎｅｒａｎｄｏｕｔｅｒｐｏｗｅｒｔｕｂｅｓｍａｙｏｃｃｕｒｄｕｒｉｎｇｔｈｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅａｄｊａｃｅｎｔｓｗｉｔｃｈｉｎｇｓｔａｔｅｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅ ｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｖｏｌｔａｇｅｉｍｂａｌａｎｃｅｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｅｎｅｒｇｙｏｆｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｉｎｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｒｅｌｅａｓｉｎｇｔｏｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎＣＥｏｆｔｈｅＩＧＢＴ．ＴｈｅＲＣｂｕｆｆｅｒｃｉｒｃｕｉｔｃａｎｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅａｂｏｖｅ ｍｅｎｔｉｏｎｅｄｖｏｌｔａｇｅｉｍｂａｌａｎｃｅｏｆｔｈｅｉｎｎｅｒａｎｄｏｕｔｅｒｐｏｗｅｒｔｕｂｅｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｒｅｅ ｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｉｍｂａｌａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｉｎｎｅｒａｎｄｏｕｔｅｒｐｏｗｅｒｄｅｖｉｃｅｓ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ；ＲＣｂｕｆｆｅｒｃｉｒｃｕｉｔ０ 引 言自１９８０年日本学者Ａ．Ｎａｂｅａ提出中点箝位型（ＮＰＣ）三电平变换器结构以来，众多学者和工程师在三电平领域做了非常多的科研和工程工作。
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电力电子系统仿真报告题目三电平H桥级联型逆变器专业班级学生指导教师2016年3月10日三电平H桥级联型逆变器一、摘要级联型多电平变频器输出电压谐波含量小，易于实现模块化，适用于高压大功率场合。
本文主要针对三电平H桥级联型逆变器的拓扑结构和控制方式的相关问题进行分析与研究。
级联个数不同，对控制方法也有不同的要求。
提出了基于载波层叠调制和载波移相调制的混合载波调制方法，三电平桥臂内采用反相层叠载波调制，级联单元间及桥臂间均采用载波移相调制。
本文根据级联个数的奇偶性，在级联单元间分别采用不同的载波移相控制方法，并通过PSIM软件仿真验证了这种采取不同控制方法的正确性，同时也对输出电压的谐波进行了分析。
二、选择PSIM仿真软件PSIM是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用软件。
PSIM是由SIMCAD 和SIMVIEM两个软件来组成的。
它具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。
PSIM还提供了一个强有力的对功率电子学、模拟及数字控制、磁以及电机驱动系统进行研究的仿真环境，需要用户确定的参数极少，仿真速度快，界面友好。
与基于SPICE的仿真软件不同，PSIM并不是为一般的电子电路仿真而设计的，而是针对性很强的一种仿真软件。
与SPICE相比，它具有更快的仿真速度和更强的收敛性。
PSIM几乎不会出现仿真不收敛的情况。
根据其用户界面直观、易于使用，用PSIM直观、简单的操作界面可迅速搭建电路图，PSIM相比其它仿真软件的最重要的特点是仿真速度快，可仿真任意大小的电力变换电路和控制回路等这些特点。
根据本文的要求以及仿真软件的特点，要想达到预期的仿真效果，我就选择用PSIM进行仿真来实现其仿真结果。
三、选择所需的仿真步长我们知道仿真时的时间概念与真实的时间并不一样，它只是计算机在仿真中对时间的一种表示，比如10秒的仿真时间，如果采样步长定为0.1，则需要执行100步，若把步长减小，则采样点数增加，那么实际的执行时间就会增加。
一般仿真开始时间设为0，而结束时间视不同的因素而选择。
总的说来，执行一次仿真要耗费的时间依赖于很多因素，包括模型的复杂程度、解法器及其步长的选择、计算机时钟的速度等等。
在选择步长时我们主要考虑其仿真的速度和仿真的精度。
若步长选择的很大则采样点数会减小，所以完成仿真的速度会很快，而仿真结果的精度就会降低。
相反若选择的步长较小则采样点数增加，所以仿真速度就会降低而仿真结果的精度就会提高。
综合建立模拟的复杂程度以及所需要的仿真结果，并且兼顾仿真的速度和精度，在传统全桥逆变电路与单元H桥逆变电路我选择的步长为1E-006，在后面比较复杂的仿真电路模型中考虑其仿真时间我选择的步长为5u。
四、三电平的控制及PWM控制1、三电平的控制图1为三电平逆变器功率单元的拓扑结构。
图1 三电平逆变器功率单元的拓扑结构由图1可知，每相桥臂都需要4个主开关器件、4个续流二极管、2个箝位二极管。
以a相为例，如图2所示，开关管Sa1、Sa2同时导通时，Sa3、Sa4同时关断。
若电流从逆变电路流向负载，即从p点经过Sa1、Sa2到达输出端a，忽略开关器件的正向导通压降，输出端a的电位等同于p的电位，即E/2；若电流从负载流向逆变电路，这时电流从a分别经过Sa1、Sa2所对应的续流二极管Da1、Da2，流进p点，这时输出端a的电位仍然等同于p的电位。
图2 三电平逆变器拓扑a相电路开关管Sa2、Sa3同时导通时，Sa1、Sa4同时关断。
开关管Sa3、Sa4同时导通时，Sa1、Sa2同时关断。
主开关器件的开关状态与输出电平的对应关系如下表1所示：由表1可知：主开关器件Sa1、Sa4不能同时导通，且Sa1和Sa3、Sa1和Sa4的工作状态恰好相反，即工作在互补状态。
平均每个主开关管所承受的正向阻断电压为E/2。
2、实现三电平逆变器仿真的PWM控制PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。
根据冲量等效原理，可以用相同数量的等幅值而不等宽的矩形脉冲代替正弦波，矩形脉冲和相应的正弦部分面积相等，即得到图3（b）所示的PWM波形。
目前，PWM控制方法主要分为3类：载波调制法、空间矢量调制法和特定谐波削去法。
载波调制法分为载波移相法、载波层叠法、开关频率优化PWM法。
本文所用的是载波调制法的载波移相法。
图3 正弦波与PWM波等效原理本文三电平H桥级联型逆变器采用的是载波脉宽调制(SPWM)技术。
以单相三电平单元为例，左桥臂的三角载波初相位为α，右桥臂的三角载波的初相位为 α+180°，即左、右桥臂的载波的初相位相差 180°。
同时，左桥臂采用正弦波sin s s s u U t ω+=作为调制波，右桥臂则采用sin s s s u U t ω-=作为调制波，亦即左、右桥臂的正弦调制波相位刚好相反。
五、单相传统的全桥逆变电路和单相三电平逆变电路（5种情况）以及三相三电平逆变电路（2种情况）的输出波形和仿真技巧1、传统的全桥逆变电路在PSIM 中搭建传统的全桥逆变仿真模型，直流电源E=1000V ，负载采用阻感负载。
仿真得到的输出电压波形如图4（a ）所示，从输出电压的FFT 分析如下图（b ）可得出其谐波为k 次谐波（k 取1、3、5…），谐波很大，但逐渐减小。
（a ）输出电压(b) FFT 分析图4 传统的全桥逆变输出2、3H 桥级联逆变电路1）奇数个3H 桥级联在PSIM 中搭建的单个3H 桥逆变器的仿真模型，直流电源E=1000V ，调制波频率f m =50Hz ，三角载波频率f c =510Hz 。
考虑到当调制比m 取值比较小时可能出现电平缺失，为了避免这种情况调制比所取m=0.9。
负载采用阻感负载。
如果在单相电路中有N个3H桥的串联级联，各个3H桥都采用相同的直流电源电压。
它们的反相层叠三角载波初相位应依次超前2π/N，第一个3H 桥的三角载波初相位为0°，第二个3H桥的三角载波初相位为2π/N，第三个3H桥的三角载波初相位为2×2π/N，⋯，第N个3H桥的三角载波初相位为(N-1)×2π/N。
对于调制波，每个3H桥都用相同的正弦波电压+u s、-u s作为调制波，这样在每相电路中每个3H桥得到的输出电压应具有相同的基波电压。
单个H 桥输出电压为五电平。
由于单元本身采用了倍频调制技术，所以单元输出等效载波频率变为原载波频率的2倍。
从输出电压的傅里叶分析，可以看出谐波主要分布在2k(k为自然数)倍载波频率附近。
相对于传统的全桥逆变输出波形更接近正弦波，且谐波减少很多。
（a）输出电压(b) FFT分析图5 单元H 桥5电平输出将三个功率单元组成三相逆变电路进行仿真，调制比仍取m=0.9，得到的线电压为九电平，如下图6所示。
其谐波分析与上图5的相电压的相比，三的倍数次谐波都被抵消了。
（a）输出电压(b) FFT分析图6 三相H桥级联9电平逆变输出当三个3H桥串联组成单相逆变器，N=3，则第二个3H桥的三角载波超前第一个120°，第三个3H桥的三角载波超前第二个120°，而调制波都使用+u s、-u s。
仿真得到的串联输出总电压如下图7（a）所示，输出电压从+3000～-3000V，每500V为一个台阶，总共有4N+l=13个电平，其波形更接近正弦波。
从其傅里叶分析波形如图7（b）可以看出，谐波主要分布在6k(k为自然数)倍载波频率附近，存在的谐波幅值很小。
（a）输出电压(b) FFT分析图7 三个H桥级联13电平输出对于五个3H桥级联组成的逆变器，由于N=5，所以第二个3H桥的三角载波超前第一个72°，第三个3H桥的三角载波超前第二个72°，第四个3H 桥的三角载波超前第三个72°，第五个3H桥的三角载波超前第四个72°，而调制波依然都使用+u s、-u s。
仿真得到的五个3H桥串联输出总电压如下图（a）所示。
对其进行傅里叶分析如下图（b）所示，可以看出，谐波主要分布在10k(k 为自然数)倍载波频率附近，谐波幅值较之三个单元串联时更小。
（a）级联输出总电压(b) FFT分析图8 五个H桥级联21电平输出以此类推，N取7，9，1l，…并进行仿真，得到的输出电压电平数为4N+1，随着串联个数的增加，输出电压谐波幅值越来越小，波形越接近正弦波。
2）偶数个3H桥级联当两个3H桥级联时，如果单元间采用上述载波移相方法，即第二个3H桥的三角载波超前第一个180°。
经过分析易知，这样得到的上下两个单元的输出电压一样，级联后输出总电压只是幅值增倍，依然为五电平，而不是理想的九电平。
但是采用第二个3H 桥的三角载波滞后第一个90°的控制方法就可以得到理想的九电平。
也就是说，对于偶数个3H桥级联时，功率单元间载波移相角应该为π/N。
下面将在PSIM软件中进行仿真验证。
当两个3H桥级联时，功率单元内的控制方式不变，只是让第二个3H桥的三角载波滞后第一个90°，仿真得到的单元输出电压和串联输出总电压如图9所示。
单个单元输出为五电平，总的输出电压为理想的九电平。
(a) 单元输出电压(b) 单元输出电压的FFT分析(c) 级联输出总电压(d) 总电压的FFT分析图9 两个H桥级联输出电压及FFT分析波形从上图输出电压的傅里叶分析波形图中可以看出，单元输出电压谐波主要分布在2k(k为自然数)倍载波频率附近，而串联输出总电压谐波则主要分布在4k 倍载波频率附近，谐波明显比传统波形的输出谐波小很多。
对于四个3H桥串联级联组成的逆变器，由于N=4，所以让第二个3H桥的三角载波滞后第一个45°，第三个3H桥的三角载波滞后第二个45°，第四个3H桥的三角载波滞后第三个45°，其他控制不变。
仿真得到的输出总电压为4N+l=17个电平，如图10所示。
并对其进行FFT分析，可以看出，谐波主要集中在8k(k为自然数)倍载波频率附近，与两个单元串联相比幅值更小。
(a) 级联输出总电压（b）FFT分析图10 四个H桥级联17电平输出同样地，N取6、8、10并进行仿真，得到的输出电压电平数为4N+1，随着串联个数的增加，输出电压也越接近正弦波。
以上仿真均是基于调制波频率f m=50Hz，载波频率f c=510Hz，现总结见下表。
表2 3H桥级联个数不同时的对比分析3、三相H桥级联逆变电路输出波形对于三相3H桥级联逆变器的控制，只要将另外两相的调制波+u s、-us分别滞后120°和240°，其他不变。
下面是以1个3H桥级联作为一相组成的三相逆变电路输出波形和2个3H桥级联作为一相组成的三相逆变电路输出的波形。