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4U d u1 sin nt n 1 n

n=1,3,5...
4U d u2 sin n(t - ) 3 n 1 n

n=1,3,5...
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2、三电平逆变器（Threelevel Inverter） 二极管箝位三电平逆变器 （Neutral Point Clamped Inverter--NPC） 1981年，由日本长 冈大学教授Nabae A.等人 提出。
Ud VTj1 , VTj2导通，VTj3 , VTj4关断; 2 , ukN 0, VTj2 , VTj3导通，VTj1 , VTj4关断; ( j 1, 2,3;k=u,v,w) U d , VTj3 , VTj4导通，VTj1 , VTj2关断. 2
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◆两个单相全桥逆变电路组成， 输出通过变压器T1和T2串联起 来。
◆输出波形 ☞u1和u2是180°矩形波。 ☞u1和u2相位错开=60°, 变压器串联合成后，3次谐波互 相抵消，总输出电压中不含3次 谐波。 ☞ uo波形是120°矩形波， 含6k±1次谐波，3k次谐波都被 抵消。
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2.Three-phase Series Inverter 1)电路结构分析
☞由两个三相桥式 逆变电路构成，输出通 过变压器串联合成。 ☞两个逆变电路均 为180°导通方式。 ☞工作时，逆变桥II 的相位比逆变桥I滞后 30°。
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110kV 馈线A 27.5kV 馈线B 27.5kV
Lf
Lf
Cdc
Cdc
Cdc
Cdc
Ta Cd
链式逆变器
Cdc
Cdc
独立直流电源型
单元串联逆变器
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110kV
--电力电子技术-110kV
馈线A 27.5kV
馈线B 27.5kV
馈线A 27.5kV

0.78U d
6U d n
n次谐波有效值为： U U1n
☞输出相电压uUN的基波电压有效值为：
U UN1
10
2 6U d

1.56U d
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其n次谐波有效值为:
U UNn 2 6U d 1 U UN1 n n
式中，n=12k±1，k为自然数，在uUN中已不含5次、7次等谐波。
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作业:
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三 相 两 重 逆 变 器 波 形
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特点： ☞输出相电压有±Ud/2 和0 三种电平，线电压有
±Ud、±Ud/2和0五种电
平。 ☞输出电压谐波可大大少
于两电平逆变电路。 ☞三电平逆变电路另一突 出优点：每个主开关器件 承受电压为直流侧电压的 一半。
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2)基本的数量关系
☞uU1傅里叶级数：
2 3U d 1 k u U1 sin t ( 1) sin n t n n
式中，n=6k±1，k为自然数。 ☞uU1的基波分量有效值为：
U U11 6U d
2.Three-phase Multiple Inverter
二、Multiple Inverter Topology 三、Multilevel Inverter 1.Two-level Inverter 2.Three-level Inverter
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目的:改善输出波形,使其更接近于正弦波。
拓展：七电平
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飞跨电容三电平逆变器 （Flying-Capacitor Inverter） 优点：在电压合成方面， 开关状态的选择具有更大 的灵活性；由于电容的引 进，可通过在同一电平上 不同开关的组合，使直流 侧电容电压保持均衡； 缺点：逆变器每个桥臂需要的电容数量随输出电平数增 加而增加，再加上直流侧的大量电容使得系统成本高且 封装困难； --The END-19
第四章 逆变电路（DC-AC）
Inverter
主讲：伍文俊
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§4.5 多重逆变电路和多电平逆变电路
(Multiple Inverter and Multilevel Inverter)
一、Multiple Inverter Principle
1.Single-phase Multiple Inverter
馈线B 27.5kV
Ta
Cdc
Tb Cdc
变压器隔离型
特殊变压器隔离型
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特点： 随着变换器级联数目的增加，输出电压或电流的电平数 增加，从而使得输出电压或电流波形的谐波含量减小； 各个逆变器单元功率开关器件的开关频率低，在中、高 压应用中无需均压电路，可避免大的du/dt所导致的电机 负载绝缘等问题； 当各串联或并联连接的级联单元中有一个单元故障时， 可通过把此单元短接而退出工作，其它单元仍然能够正 常工作，保证系统正常运行； 使模块化变换器产品的封装，生产和制造成为可能，扩 展容易。
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三、Multilevel Inverter 1、两电平逆变器（Twolevel Inverter）
Ud , 上桥臂导通 2 u jn (j u, v, w) U d , 下桥臂导通 2
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一、Multiple Inverter Principle
串联多重：多用于电压 型逆变电路 并联多重：多用于电流 型逆变电路
1.Single-phase Series Inverter 思路：把两个逆变电路的 输出按一定的相位差组合起来，
使它们所含的某些主要谐波分 量相互抵消，就可以得到较为 接近正弦波的波形。
该三相电压型二重逆变电路的直流侧电流每周期脉动12 次，称为12脉波逆变电路。一般来说，使m个三相桥式逆变
电路的相位依次错开 /(3m) 运行，连同使它们输出电压合
成并抵消上述相位差的变压器，就可以构成脉波数为6m的 逆变电路。
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二、Multiple Inverter Topology 由若干个基本变换单元，例如H桥逆变器、两电平逆变器、 三电平逆变器等，通过串联或并联连接而形成的单相或三相 逆变器。每一个逆变单元可以输出方波或阶梯波，通过输出 波形的叠加合成，形成更多电平台阶的阶梯波，以逼近正弦 输出电压或电流。