4 仿真验证
用2-H/3-H级联型拓扑的单臂构成1个单相半桥逆变电路，2单元的直流电压比取为1:6，采用前面所述的混合调制方法进行了仿真研究。其中3-H单元的载波频率取为50Hz，2-H单元的载波频率取为3kHz，负载由100W的电阻、50.1H的电感串联构成。图5为2单元分别的输出及总的相电压、相电流输出波形，图6为相应的频谱。可以看出，3-H单元输出5个电平，2-H单元输出3个电平，2个单元的输出叠加得到总的相电压，输出为15个电平。并且，总的相电压的频谱为2个单元输出电压频谱之和，仿真结果与分析一致。此时的相电压和相电流的THD值分别为15.02% 和6.96%，而传统的级联型拓扑在采用相移PWM，载波频率也取为3kHz下输出相同电平时，电压和相电流的THD值分别为31.85%和11.27%。
5 结论
本文提出的改进级联型多电平变换器拓扑，在得到相同电平数输出的情况下，比传统级联型拓扑需要较少数量的H-桥单元。因此，会节省大量的开关器件和独立电压源，从而简化电路，降低成本。并且，通过采用合适的调制方法，输出电压的谐波含量会大大小于传统级联型拓扑的谐波含量。本文以2-H/3-H级联拓扑为例进行了分析和仿真，更多的拓扑可以由任意个任意电平的任何类型的H-桥单元级联构成。3个相同的单相电路通过Y或Δ连接可以方便地构成三相系统。
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