近年来,在电力电子领域,尤其是在大功率应用场合,多电平变换器得到越来越广泛的应用.相对于传统的两电平变换器,多电平变换器由于电平数的增加,其输出波形更接近于正弦波形,具有更好的谐波频谱,且每个开关器件承受的电压应力小.但是电平数的增多会给硬件电路提出更高的要求,也使得控制算法变得复杂,所以在满足工艺要求的情况下,一般并不追求过多的电平数.目前以三电平和五电平的应用最多.该文就以三电平变换器为主要研究对象.发展到目前为止,多电平变换器的拓扑结构主要分为以下三种:二极管钳位式多电平变换器、飞跨电容式多电平变换器、级联式多电平变换器.其中级联式因需要独立直流源而使其应用受到限制,飞跨电容式在进行有功传输时控制复杂,二极管钳位式的应用领域最为广泛.在研究现有多电平变换器拓扑结构的基础上,提出了多电平变换器基本构成单元的概念,并从这一概念出发提出了基于基本构成单元串-并(并-串)生成多电平变换器拓扑的方法.基于开关函数,建立了工作于整流,有源逆变,无源逆变三种工况下的三电平变换器三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的高频数学模型,为系统控制提供了可靠的依据.多电平变换器控制方式的研究是该领域的一个重点,也是该章研究的主要内容.该文对三电平变换器三角载波PWM方法和SVPWM方法进行了深入的研究.该文建立了三电平变换器三角载波PWM方法和SVPWM方法之间的本质联系,两者的本质联系体现的也是两类PWM方法在控制自由度上的相关性.直流侧电容电压不平衡问题是多电平变换器中的一个内在问题,会使某些开关器件因承受过高的电压应力而损坏.以上的研究为多电平变换器的实用打下了良好的理论基础.最后,该文以二极管钳位式三电平变换器为主回路,以IGBT为功率管,以87c1 96mc为CPU,采用SVPWM控制算法设计了三电平变频器.电力电子系统是一个以某种控制算法为基础的电子线路,仿真一般包括两个方面:系统级仿真和电路级仿真.该文利用matlab平台对其输出波形进行了系统级仿真.