电能作为一种清洁、高效的能源,在我国的能源结构中占据有重要的地位。新能源开发和利用以及越来越多精密仪器的出现,要求逆变器具有输出功率大、谐波含量低、转化效率高、电磁干扰低的特点。二极管箝位式三电平逆变器具有控制简单、开关器件应力小、输出电压谐波失真小等优点,在高压大功率场合得到广泛的应用。但其存在中点电位不平衡问题和死区效应问题,会导致输出波形的畸变,甚至降低电子元件的寿命,因此有必要对这两个问题进行研究,从而提高逆变器的输出效率以及输出波形的质量。本课题主要对二极管箝位式三电平逆变器的虚拟空间矢量脉宽调制(Virtual Space Voltage Vector Pulse Width Modulation,VSVPWM)、中点电位平衡和死区补偿等相关技术进行研究。论文的主要工作如下:(1)针对传统VSVPWM实现过程计算量偏大问题,论文对二极管箝位式三电平逆变器的拓扑结构、工作原理以及三电平矢量空间进行分析。同时基于60°坐标对VSVPWM进行算法优化,详细推导了优化算法实现过程,对大小扇区判断和时间计算进行了简化。并通过MATLAB/Simulink搭建仿真模型,结果表明逆变器的开关管驱动信号、输出线电压以及三相输出波形都与理论推导一致,证明了优化算法的正确性。(2)针对中点电位存在波动较大和偏移问题,基于虚拟空间矢量调制提出了一种调节因子控制和开关序列选择控制相结合的控制方法。对于存在冗余小矢量的小扇区,则引入调节因子进行电位控制;当参考电压矢量位于第5小扇区,由于缺乏冗余小矢量,通过选取合适的开关序列来对中点电位的偏移进行平衡。仿真结果表明在调制度为0.9时所提的平衡算法仍可以有效抑制中点电位的波动,对电位偏移也具有很强的控制能力。(3)针对三电平逆变器固定死区补偿的不足以及电流极性判断不准确问题,对死区效应进行了讨论和分析,提出了一种基于相电压反馈的误差电压计算和电流重构相结合的死区补偿策略,该方法通过相电压反馈,可实时计算死区效应所造成的误差电压,提高补偿策略的适应性,同时在旋转坐标系下采用卡尔曼滤波,克服了传统滤波方法造成的相位延时问题,从而提高了电流极性判断的准确性。仿真结果表明,重构之后的电流在过零处的电流极性也更容易判断;同时相对于传统固定死区补偿方法,所提算法死区补偿之后的输出电压更接近于目标值,谐波含量也有明显下降。(4)基于TMS320F28335 DSP搭建了一套15KW的二极管箝位式三电平逆变器的实验平台。分别对提出基于60°坐标的VSVPWM的中点电位平衡和死区补偿算法进行验证,然后进行系统整体的调试。实验结果表明:所提的中点电位平衡算法有效抑制电容电压发生偏移,同时减小了中点电位的波动;经过死区补偿之后的电压更加光滑,谐波含量更小;逆变器三相输出基本达到220V目标值,相邻两相相位偏差小于6°,输出电压谐波小于3%,基本实现了预期目标。