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随着电力电子器件和数字控制器的进步和发展,三电平逆变器被广泛应用到电机驱动、交直流输电系统和不间断供电电源等领域。随着大功率设备的普及和微控制器芯片性能的极大提升,逆变器作为核心装置,其在各个行业的应用日益广泛,发展迅猛。三电平逆变器存在三个关键问题,分别是中点电压波动、开关损耗和共模电压问题,在不同的三电平逆变器应用场合下,需综合考虑这三个问题对系统的影响。本文首先分析了三电平逆变器的发展历程、主电路拓扑结构、调制策略和热点问题,由此引出本文所提出调制策略需解决的主要问题。针对三电平逆变器的工作原理,主要从逆变器主电路拓扑、运行原理、模式切换和死区影响等方面进行了深入的分析,并详细介绍了三电平逆变器的空间矢量分布。其次,给出了三电平逆变器脉宽调制策略基于伏秒平衡原则的占空比表达式,深入分析了四种经典调制(包括空间矢量脉宽调制、载波脉宽调制、虚拟空间矢量脉宽调制和非连续脉宽调制)策略的基本工作原理、矢量作用时间或者占空比计算结果。理论分析得到经典调制策略存在的不足,如中点电压波动问题、开关损耗问题和共模电压问题。并通过实验结果进一步验证了理论分析。针对三电平逆变器经典调制策略存在的开关损耗问题、中点电压波动问题和共模电压问题,本文提出了相对应的脉宽调制策略,分别是3次开关动作的脉宽调制策略(3SNPBPWM)、扩展的非连续脉宽调制策略(EDPWM)和降低共模电压的非连续脉宽调制策略(RCMVDPWM),以适用于不同的应用场合。在详细阐述了上述三种脉宽调制方法的基础上,通过Matlab/Simlink仿真模型从理论上验证所提出脉宽调制方法的可行性,最后,通过实验进一步验证了所提出的3SNPBPWM策略可以有效的降低三电平逆变器的开关损耗,且能够实现中点电压在全调制度和全功率因数角范围内平衡;EDPWM方法可以有效的降低开关损耗,而且能在全调制度全功率因数角范围内实现中点电压平衡控制;RCMVDPWM方法在降低系统共模电压的同时,全调制度和全功率因数角范围内消除了中点电压的直流偏移和降低了系统的开关损耗。