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多电平逆变器避免了功率器件串联引起的动态均压问题，同时降低了输出谐
波和电压变化率，减小了电磁干扰，相应地提高了电机效率，成为大功率交流传
动领域研究的重点。论文主要内容是研究以三电平逆变器为核心的交流传动系统
及其控制方式，理论分析并研制了适用于城市轨道交通车辆辅助系统的IGBT三
电平逆变器和主传动系统的IPM三电平逆变器。
论文详细分析了三电平逆变器基于方波控制方式时的输出电压波形，推导了
输出电压畸变率与控制角的关系，提出了适用于三电平逆变器的三种改进型SPWM
控制方式，并对空间电压矢量PWM的控制原理和实现方式作了深入地分析。系统
地介绍了三电平逆变器研制的关键技术，提供了适用于主传动系统300kVA IPM三
电平逆变器的系统构成，并对其供电于300kW交流电机的牵引特性进行了试验研
究。
在分析了直接转矩控制技术的理论基础上，针对三电平逆变器交流传动系统
高性能控制的要求，结合直接转矩控制技术的特点，提出了一种基于不同牵引特
性时复合控制的直接转矩控制技术，既能简化空间电压矢量的选择，保持了中点
电压的平衡，又能有效地降低功率器件的开关频率。
论文最后介绍了另一种适用于城轨车辆辅助系统的80kVA逆变器，主电路采
用双重逆变器和组合变压器构成，其同样具有多电平逆变器的一些优点，为研发
适用于城轨交通车辆的逆变器提供另一种实现方式。
关键词： 三电平逆变器，PWM控制，空间矢量，直接转矩控制