人类对于电能的利用渗透到工农业生产、商业、家居等很多个方面,然而在许多传动场合,其使用效率非常低,特别在风机、水泵类拖动系统中,能源随意被挥霍的问题非常厉害,所以对节能技术的研究非常重要,本文对串联三重化交交变频器进行了研究。相对于IGBT全控器件为核心的变频器,在性能上,本文提出的用半控器件晶闸管组成的串联三重化交交变频器并不占优势,但是在一些高压大容量并对速度调节方面要求不是很高的情况下,如在风机、水泵类拖动系统中应用很合适,运用本文所研究的交交变频器具有很高的成本优势,且不受国外技术限制。首先,本文以串联三重化三相桥式全控整流电路为基础对三重化整流电路进行了分析,根据Matlab就该串联三重化三相桥式全控整流电路建立相关模型,根据不断变化的控制角状况下详细分析了电路输出电压波形采用仿真试验,并推导了整流电路输出电压与触发移相角两者间相互联系。然后逐步延伸对串联三重化交交变频系统电路进行建模和仿真,主要对37.5Hz、42.86Hz、45Hz三个频率的输出做了理论和仿真分析。其次,由于本文所研究的串联三重化交交变频器在输出频率较低的时候控制起来比较繁琐,而高压大容量电机不能直接起动,所以将交交变频运行与软起动运行分成两个不同的阶段进行控制,提出了一种变频器软起动控制策略,在不增加任何硬件成本的情况下,通过使用软起动控制策略实现将电机从0速度起动到变频工作速度,再使用变频控制策略进行调速运行。该软起动策略是通过切换三重输出之间的相位关系来控制三重化后的输出电压从而限制起动电流的。本文对三重化电路做了电压矢量分析,并利用Matlab矢量叠加的输出电压进行了建模和仿真分析,证明可以使用该思想进行大容量电机的软起动控制,而且具有起动过程中电压和电流为纯正弦波、三相平衡的优点。最后,对整个串联三重化交交变频器系统搭建实验平台和实验分析。包括主控芯片的选择,以及同步检测、阻容吸收、脉冲驱动、电流检测等电路的设计,并做了大量的实验分析,实验表明理论分析和仿真的结果正确。