逆变器三电平和两电平的区别

两电平三相逆变器的开关管发波时序采用SPWM调制，通过6个开关管IGBTMOSFET按特定顺序通断，将直流电转换为三相交流电其核心是上下桥臂互补导通避免直通短路，且各相输出相位互差120°1 开关管编号与桥臂结构三相逆变器包含三个桥臂ABC相，每个桥臂有上管S1S3S5和下管S2。

两电平逆变器两电平逆变器输出端相对于直流侧中性点的电位决定了其输出相电压的电平数在两电平逆变器中，每个桥臂的开关状态只有两种上桥臂导通S=1或下桥臂导通S=0因此，对于三相逆变器，其开关状态组合共有2^3=8种以A相为例，当考虑三相逆变器带三相对称负载时，有Uao+Ubo+Uco。

单相逆变器将直流输入转换为单相输出，标称频率为50Hz或60Hz，标称电压有多种，如120V220V等单相逆变器用于低负载，损耗较多，效率比三相逆变器低三相逆变器将直流电转换为三相电源，提供三路相角均匀分离的交流电每个波的幅度和频率都相同，但每个波彼此之间有120度的相移三相逆变器是高负载。

有源逆变器是使电流电路中的电流，在交流侧与电网连接而不直接接入负载的逆变器无源逆变器使电流电路中的电流，在交流侧不与电网连接而直接接入负载即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载的逆变器2按并网类型分为离网型逆变器和并网型逆变器3按拓扑结构分为两电。

变频器硬件电路设计方案的核心是采用三相两电平电压源型拓扑结构，以IGBT作为核心功率器件，配合DSP+FPGA的双核控制系统实现高精度控制1 主电路拓扑设计采用三相两电平电压源型逆变结构，这是目前中小功率变频器最成熟成本效益最高的方案整流单元三相全桥不控整流电路，选用GBPC3506等整流桥模块。

集中式逆变器是将很多光伏组串经过汇流后连接到逆变器直流输入端，集中完成将直流电转换为交流电的设备集中式逆变器通常使用单级两电平三相全桥拓扑结构，大功率IGBT和SVPWM调制算法，通过DSP控制IGBT发出两电平方波，通过LCL或LC滤波器滤波后输出满足标准要求的正弦波集中式逆变器常见的输出功率为500kW。

一通过逆变器群，将直流电变为50~60Hz的单相交流电再通过自耦伍德桥平衡变压器AWB将两组单相交流电变为三相交流电，送人电力网二这种大容量平衡变压器不仅具有变压和变流的功能，更具有变相的功能其效率在99%以上，它的材料相对利用率达到100%。

3个H桥三相逆变器的主要优点是输出波形质量高控制灵活性强容错性能好1 输出波形质量#8226 高精度控制每个H桥独立控制一相，通过多电平叠加技术如级联H桥拓扑能产生接近正弦波的阶梯波形，总谐波失真THD通常可低于3%，远优于传统两电平逆变器#8226 低开关损耗单个H桥的功率器件。

下文展示了一个50kW双向单级式PCS的MATLABSimulink仿真案例，主电路原理如下图，双向DCAC变流器采用I型二极管中点钳位Neutral Point Clamped， NPC三电平逆变器，实现DCAC逆变并网和ACDC整流能量双向流动的功能三相电网电压3AC380V，频率50Hz，直流电压DC800V，储能变流器开关频率10kHzACDC变换。

一定义与计算共模电压是三电平逆变器运行时，三相输出电压$U_a$$U_b$$U_c$相对于系统参考地电位的平均值，计算公式为$U_cm=U_a+U_b+U_c3$这种电压反映三相输出的整体偏移状态，与地电位密切相关二产生根源1 开关动作不匹配三电平逆变器依靠开关管组合实现多电平。

例如，在一个简单的三相两电平逆变器中，有8种开关状态，但其中有两种是零矢量三个桥臂的上管或下管全部导通剩下的六种非零基本电压矢量在空间上构成一个六边形通过对这些基本电压矢量进行时间加权平均通过调节每个矢量的作用时间，即脉宽调制，可以使合成的电压矢量在六边形内的轨迹更接近圆形磁场与电压矢量的关联 根据。

三电平逆变器1拓扑为在两个电力电子开关器件串联的基础上，中性点加一对箝位二极管的三电平逆变器，又称为中性点箝位型Neutral Point Clamped，简称NPC三电平逆变器，所示即为三相三电平NPC逆变器拓扑结构，由两个直流分压电容C1=C2三相逆变电路组成负载为三相感应电机。

三线电压的电平变化 以线电压UAB为例，由于SASBSC各有三种状态101，因此UAB一共有9种状态组合然而，由于三相逆变器的对称性，这些状态组合对应的电平变化只有5种不同的值这些电平变化可以通过查表或计算得到，并用于后续的SVPWM算法实现四相电压的计算 在三相平衡条件下，负载。

系统损耗增大，总的能量转换效率较低DCDC变换器数目多，系统较为复杂两级变流器需要密切配合，增加了系统控制的难度三电平数划分 1 两电平电路拓扑 两电平电路拓扑是经典的三相桥式结构，输出电压波形在两个不同的电平之间切换其结构相对简单，由电力电子开关器件如IGBT组成，通过控制开关。

所谓三电平是指逆变器交流侧每相输出电压相对于直流侧有三种取值，正端电压+Vdc2负端电压Vdc2中点零电压0二极管箱位型三电平逆变器主电路结构如图所示逆变器每一相需要4个IGBT开关管4个续流二极管2个箱位二极管整个三相逆变器直流侧由两个电容C1C2串联起来来支撑并均衡。