王铂 周强 姚辉

摘 要：目前多电平逆变技术在高压大功率上面的使用受到了高度关注，成为电力电子领域研究的重点，其主要控制方法有消谐波PWM法（SHEPWM）和正弦波PWM法（SPWM）。但这两种控制方法存在输出电压总谐波畸变率（THD）偏高或空间电磁波EMI（Electronic Magnetic Interference）等缺点。通过使用面积等效多电平控制算法，应用到级联5电平变换器中，使输出电压波形最大程度等效于正弦波，具有较小的电压总谐波畸变率。通过数学分析和实验仿真结果可以看出，该控制技术是可行的，与特定谐波消除法比较结果证明了该控制技术是行之有效的，并可以用于其他级联多电平变换器中。

关键词：多电平变换器;级联多电平变换器;总谐波畸变率

1 多电平变换器的发展背景

近几年交流电机的调速技术已经在风机、泵类等等领域开始普及，电压低于380V的低压变频器开始大量应用交流调速技术。但对于诸如高炉鼓风机、炼钢制氧机、除尘风机、电力水泵及工业引风机等等用于工业生产的大功率机械、风机及泵类中，驱动电机使用的都是400～40000kW，3～10kV的大功率高压交流电动机。而上述这些设备大都缺乏调速节能技术，从而在运行过程中虚耗了大量的电能。大家称这些设备是“电老虎”。所以研发高电压多电平大容量交流电动机变频调速节能设备和普及使用，能够有效降低工业生产的能耗。另外，我国还可以通过大力发展注入高铁、地铁及轻轨等等高速公共交通和新能源汽车来解决日渐严峻的环境污染问题。……