所謂三電平是指逆變器交流側每相輸出電壓相對於直流側有三種取值，正端電壓(+vdc/2)、負端電壓(-vdc/2)、中點零電壓(0)。二極體箱位型三電平逆變器主電路結構如圖所示。逆變器每一相需要4個igbt開關管、4個續流二極體、2個箱位二極體;整個三相逆變器直流側由兩個電容c1、c2串聯起來來支撐並均衡直流側電壓，c1=c2。
通過一定的開關邏輯控制，交流側產生三種電平的相電壓，在輸出端合成正弦波。
三電平逆變器的工作原理
以輸出電壓a相為例，分析三電平逆變器主電路工作原理，並假設器件為理想器件，不計其導通管壓降。定義負載電流由逆變器流向電機或其它負載時的方向為正方向。
(l) 當sa1、sa2導通，sa3、sa4關斷時，若負載電流為正方向，則電源對電容c1充電，電流從正極點流過主開關sa1、sa2，該相輸出端電位等同於正極點電位，輸出電壓u=+vdc/2;若負載電流為負方向，則電流流過與主開關管sa1、sa2反併聯的續流二極體對電容c1充電，電流注入正極點，該相輸出端電位仍然等同於正極點電位，輸出電壓u=+vdc/2。通常標識為所謂的「1」狀態，如圖所示。
「1」狀態0」狀態
1」狀態
(2) 當sa2、sa3導通，sa1、sa4關斷時，若負載電流為正方向，則電源對電容c1充電，電流從o點順序流過箱位二極體da1，主開關管sa2:，該相輸出端電位等同與0點電位，輸出電壓u=o;若負載電流為負方向，則電流順序流過主開關管sa3和箱位二極體da2，電流注入o點，該相輸出端電位等同於o點電位，輸出電壓u=0，電源對電容c2充電。即通常標識的「0」狀態，如圖所示。
(3) 當sa3、sa4導通，sa1、sa2關斷時，若負載電流為正方向，則電流從負極點流過與主開關sa3、sa4反併聯的續流二極體對電容c2進行充電，該相輸出端電位等同於負極點電位，輸出電壓u=-vdc/2;若負載電流為負方向，則電源對電容c2充電，電流流過主開關管sa3、sa4注入負極點，該相輸出端電位仍然等同於負極點電位，輸出電壓u=-vdc/2。通常標識為「-1」狀態，如圖所示。
三電平逆變器工作狀態間的轉換
相鄰狀態之間轉換時有一定的時間間隔，稱之為死區時間 (deadtime)，即從「l」到「0」的過程是:先關斷sa1，當一段死區時間後sal截止，然後再開通sa3;從「0」到「-1」的過程是:先關斷sa2，當一段死區時間後sa2截止，再開通sa4。
「-l」到「0」以及「0」到「l」的轉換與上述類似。
如果在sa1，沒有完全被關斷時就開通sa3，則sa1、sa2、sa3串聯直通，從而直流母線高壓直接加在sa4上，導致sa4毀壞。所以在開關器件的觸發控制上，一定的死區時間間隔是必要的。
同時需要注意的是，這三種狀態間的轉換只能在「1」與「0」以及「0」與「-1」之間進行。決不允許在「1」與「-1」之間直接轉換，否則在死區時間裡，一相四個開關容易同時連通，從而將直流母線短接，後果十分嚴重。同時，這樣操作也會增加開關次數，導致開關損耗的增加。
所以，「1」和「-1」之間的轉換必須以「0」為過渡。
三電平逆變器的主電路結構及其工作原理
所謂三電平是指逆變器交流側每相輸出電壓相對於直流側有三種取值，正端電壓 vdc 2 負端電壓 vdc 2 中點零電壓 0 二極體箱位型三電平逆變器主電路結構如圖所示。逆變器每一相需要4個igbt開關管 4個續流二極體 2個箱位二極體 整個三相逆變器直流側由兩個電容c1 c2串聯起來來支撐並均衡直流側...
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