叶满园 任 威 李 宋 魏麒文 宋桂智

（华东交通大学电气与自动化工程学院 南昌 330013）

0 引言

与传统的两电平逆变器相比，多电平逆变器在提高功率等级和功率器件耐压等方面具有明显的优势，同时还具有传输效率高、传输功率大等优点[1]，逐渐成为中压大功率传动系统中首选拓扑结构[2]。级联H桥（Cascaded H-Bridge, CHB）[3-4]型逆变器由于具有传输效率高、传输功率大等优点，商业化价值较高[5-6]。

载波调制在CHB逆变器的控制方面应用普遍[7]，载波移相（Carrier Phase Shift, CPS）调制策略能够实现各H桥单元间功率均衡，但输出电压总谐波畸变率（Total Harmonic Distortion, THD）较高[8]，尤其是在低调制度时更为明显；同相层叠（In-Phase Disposition, IPD）正弦波脉宽调制（Sinusoidal Pulse Width Modulation, SPWM）策略输出电压的THD最小，但各功率分配不均衡[9-10]。虽然上述这几种调制方法各有特点，但当采用SPWM时，直流侧电压利用率都比较低[11]。

为了解决CPS-SPWM和IPD-SPWM策略下，直流电压利用率较低的问题，目前研究最多的是利用梯形波脉宽调制（Trapezoidal Pulse Width Modulation,TPWM）来替代正弦波进行控制的方法，在此基础上，文献[12-13]提出了一种 CPS-TPWM 技术，该技术利用梯形调制波的优点可以大幅度提高输出电压基波幅值，但文中没讨论在使用载波空间层叠（Carrier Disposition, CD）控制时对各级联单元输出功率进行均衡控制的问题。基于载波交叠（Carrier-Overlapping, CO）调制策略的基础，文献[14]引入了多电平逆变器具有多个控制自由度的概念，提出了一种优化的载波交叠PWM方法，利用向调制波中注入零序分量这个自由度，增加了直流电压的利用率，使调制度达到 1.15，使输出电压同时具有低调制度时良好的谐波性能和较高直流电压利用率的优点。……