【摘要】：多电平变频器的关键部分是逆变器，因此多电平变频器常直接称为多电平逆变器。如果设直流电压为Ud，以低压节点为零电位，经过逆变器得到的PWM波只有两个电平，即Ud和0，因此这种逆变器称为两电平逆变器。为此，20世纪80年代以来人们开发了多电平逆变器克服这些缺点。采用这种原理的变换电路称作多电平电路，用这种方法实现的逆变器，就是多电平逆变器。近年来，这种逆变器开始在大功率变频领域得到大量应用。
多电平变频器的关键部分是逆变器，因此多电平变频器常直接称为多电平逆变器。如前所述，一般逆变器的输入为一个单一的直流电源，当对此恒定的直流电压进行脉宽调制，输出为幅值一定的PWM波。如果设直流电压为Ud，以低压节点为零电位，经过逆变器得到的PWM波只有两个电平，即Ud和0，因此这种逆变器称为两电平逆变器。如前文所述这种逆变器存在两个问题：一个是串联器件可能会同时导通或关断，造成逆变失败；另一个是存在很高的du/dt和共模电压，对电动机绝缘造成威胁。为此，20世纪80年代以来人们开发了多电平逆变器克服这些缺点。
多电平逆变器能输出多于两电平的电压，其原理图如图6-1所示，如果有几个直流源经逆变器通过特定的拓扑变换，并控制不同的直流电源串联输出，则在逆变器电路的不同的开关状态下，就可以在输出端得到不同幅值的多电平输出。采用这种原理的变换电路称作多电平电路，用这种方法实现的逆变器，就是多电平逆变器。
图6-1 多电平输出原理示意图(www.xing528.com)
由于高压大功率电压型多电平逆变器得到了广泛而深入的研究，各种电压型多电平逆变电路拓扑相继提出，其控制性能得到了很大的提高，因此成为了高压大功率电力电子系统的发展方向。近年来，这种逆变器开始在大功率变频领域得到大量应用。
目前多电平逆变器的拓扑结构十分繁多，常用的为钳位式逆变器和功率单元串联式逆变器（也称级联型逆变器），其中二极管钳位式逆变器用得较多，二极管三电平钳位式逆变器尤为突出，已在上一章做了详细的讲述，这里只介绍其他多于两电平以上的逆变器。
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