摘 要随着电力电子技术的快速发展，逆变技术也在迅猛发展，逆变电路的应用也越来越广泛，它在电力电子电路中占据一个十分突出的位置。而随着大功率电机的运用越来越广泛，很多情况下逆变器需要承受很高的电压，这种时候就需要改变电路结构，构成多电平逆变电路，使电路不仅能承受更高的电压，也可以使其输出波形更接近正弦波。而这其中二极管箝位型三电平逆变电路的应用最为广泛。因此，本文就以二极管箝位型三电平逆变电路为研究对象，对其调制方法进行研究。本文首先分析了多电平逆变器的发展背景，简述了不同多电平逆变器的工作原理，从而引出二极管箝位型三电平逆变电路的研究背景。接着文章中着重分析了二极管箝位型三电平逆变电路的电路结构和工作原理，在此基础上研究分析该种电路的调制方法。多电平逆变器的调制方式主要有正弦载波PWM调制（SPWM）和空间矢量PWM调制（SVPWM）。本文分别对这两种调制方式进行了研究分析，阐述具体的调制过程，并且最后运用了matlab对两种调制方式分别经行仿真模拟，从而更好地对两种调制方式进行了比较研究，最终验证出这两种调制方式的合理性。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2研究现状及意义 2
1.3本文主要工作 2
第二章 多电平逆变器的工作原理 4
2.1飞跨电容型逆变电路器 4
2.2单元串联多电平逆变器 5
2.3二极管箝位型多电平逆变器 6
第三章 二极管箝位型三电平逆变器的正弦载波PWM调制 9
3.1脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation PWM）控制技术 9
3.1.1 PWM技术基本原理——面积等效原理 9
3.1.2 SPWM调制法 10
3.2三电平逆变器的多载波控制 13
3.2.1同向载波叠层法 13
3.2.2反向载波叠层法 14
第四章 二极管箝位型三电平逆变器的空间矢量PWM调制 15
4.1空间矢量PWM控制 15
4.2三电平SVPWM空间电压矢量 16
4.3中点电位不平衡问题 19
4.4三电平逆变器SVPW *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
M调制算法 19
4.4.1扇区判断 19
4.4.2基本矢量作用时间计算 20
4.4.3开关状态输出顺序 21
第五章 仿真分析 24
5.1二极管箝位型三电平逆变器正弦载波PWM调制仿真分析 24
5.1.1同向载波叠层法建模与仿真 25
5.1.2反向载波叠层法建模与仿真 28
5.1.3分析比较 30
5.2二极管箝位型三电平逆变器空间矢量PWM调制仿真分析 30
结束语 34
致 谢 35
参考文献 36
第一章 绪论
1.1研究背景
电能的使用时人类现代文明的一大标志，现代社会的进步与发展也离不开对电的各种利用。电能之所以能得到如此迅速的发展，得到人们的广泛关注和应用，主要原因还是它是一种相对来说比较安全、生产成本比较低的能源。生活中获得电能的方式也是多种多样，传统的发电方式主要就以火力发电为主，它主要就是使用煤炭等资源，我们熟知的锅炉等设备就可以运用于火力发电。然而这种发电方式会给空气、环境带来相当大的污染，因此在经历了能源危机之后，国内外开始越来越强调开放新能源，运用新能源来发电，也鼓励研发新型的发电方式。这其中风力发电、太阳能发电的发展是最迅速的，燃料电池的发展也备受关注。而在发展这些新兴技术的同时，我们就必须加快电力电子技术的发展，因为这两者 之间是息息相关的。
电力电子技术的应用范围十分之普遍，尤其是这两年随着人们越来越看重节能环保，电力电子技术在中、大功率电机以及电源装配中的应用愈来愈重要，发展也愈来愈受到重视。这其中，逆变电路的应用非常广泛。如果说早期的电力电子技术的发展是以整流器的发展为主的话，那到了近代特别是当今社会，电力电子技术的发展则更加的侧重于发展逆变器。而在实际应用中，我们就必须考虑逆变器在高压大功率场合的应用，因此多电平逆变器的发展迫在眉睫。
通常情况下，我们会把当电路的输出电平只有Ud/2和Ud/2正负两种电平时的电路称作两电平逆变电路。而在实际应用中，很多情况下逆变器是需要承受比较高的电压的，这种时候我们如果只是通过采用电压耐受等级更高的全控型电力电器器件，或者简单地把电力电子电路中的元器件串联连接以增加电压耐受程度，此时整个电路的电压等级是不可能有太大的提升的，而且全控型器件例如像IGBT是高速器件，串联比较困难，并且采用二电平电路时di/dt的数值比较高，波形就不太理想，谐波分量大，因此就需要采用多电平逆变电路[1]。这时，此种拓补结构能使逆变电路的相电压输出更多种电平，不但能使电路承受更高的电压，也可以使其波形更靠近正弦波。
在1980年举办的IEEE工业应用（IAS）年会上[23]，日本长冈科技大学的南波江章（A Nabae）等人首次提出二极管箝位型三点平逆变器的拓补结构。1983年，P.M.Bhagwat等人在此基础上继续研究，提出了五电平以及七电平逆变的具体拓补结构。这之后，二极管箝位型逆变电路结构的地位就基本确立起来了[45]。1988年M.Marchesoni等人在IEEE电力点在专家会议（PESC）上提出了单元串联拓补结构[67]。1992年，Meynard T.M.和Foch H在PESC上提出了飞跨电容型逆变电路的拓补结构[8]。
目前尽管国内外已经开始开展对五电平等更多电平的逆变电路的研究，随着电平数的增加也可以减少谐波数，提高抗干扰能力，但是与此同时，电路中所需要的元器件数量例如钳位二极管就会急剧增加，使得实际应用中硬件的实施较为复杂，实用性就会降低。因此，综合各方面优缺点以及实用性能来看，三电平逆变器是最有发展和研究价值的。

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