陶文俊

（湖北省电力公司武汉供电公司 武汉 430000）

1 引言

当前困扰全世界电力电子技术界的一个问题就是：工程应用中对半导体器件的耐压和功率等级日益增高的要求与半导体器件由于材料科学没有重大突破而长期在低压小容量水平徘徊的矛盾，为此采用较复杂的拓扑方式，用复杂的结构来构建高压大容量逆变器是目前比较通用的一种方法，拓扑结构如图1所示的级联多电平逆变器具有组装简单、结构灵活、更换方便、维修便利、有利于科学设计和有效利用冗余等特点，是一种目前在大功率、高电压等级的电力电子领域广泛应用的逆变器拓扑[1～2]。级联多电平结构的逆变器常用的调制方法有：载波移相正弦脉宽调制方法（CPS－SPWM）、空间矢量调制方法（SVPWM），还有一种最近提出来的一维矢量调制（1－D SVPWM）[3]。由于级联多电平中单相电平数目较多，采用SVPWM方法势必需要建立非常复杂的向量表，而且算法的实现也相当困难。根据有关文献的分析，对级联多电平三相逆变器而言，在 CPS－SPWM 和1－D SVPWM中，CPS－SPWM 调制方式的特性更有独到之处[4]。所以本文对基于CPS－SPWM的级联多电平逆变器的输出特性进行研究具有一定的理论和应用价值。

图1 级联多电平逆变器

2 CPS－SPWM调制方法

载波移相（CPS）则是针对级联多电平逆变器而采取的技术策略，单相中各个逆变器单元的调制波都相同而三角载波则依次错开一个相同的相移，使各个模块产生逐次错开一定相位的SPWM脉冲，各个模块产生的SPWM脉冲叠加后成为总的输出SPWM波形。……