作为高压大功率电能转换装置,单元串联多电平结构的变频器在我国得到了广泛的应用。同时,它也暴露出很多应用上的缺点,例如控制精度不高,不能够四象限运行等等,所以在有这些方面需求的工业场合无法应用。随着市场竞争的白热化,对于成本控制的要求也更加苛刻。在该结构高压变频器中最为昂贵的部件是移相变压器,占到整个装置近一半的成本,而且体积大、沉重、运行时发热量高,如果能够去掉这个部件对于工业应用是很有意义的。本文首先分析了几种常用的大功率变频器的拓扑结构,在此基础上给出了本文所要分析的变频装置的拓扑——BTB(back to back)的单元串联多电平结构。该结构无输入侧的移相变压器,并可以四象限运行。由于是背靠背结构,所以每一侧既有整流运行状态也有逆变运行状态。在文章中将对该结构变频器整流与逆变两种工况分别给出控制方法。整流部分首先分析移相变压器在CHML结构中的作用,然后讨论以单元直接串联可控整流代替移相变压器二极管不控整流的控制方法,使用计算机对两单元串联整流做出仿真。逆变侧首先描述单个单元的控制算法,采用了一种载波频率微调的方法,达到尽量减小谐波的目的。同时对单桥双桥控制方式进行比较分析并给出死区补偿策略,这样构成一个完整的单元控制算法。然后从单元串联整体输出的角度考虑,在逆变控制中使用波形连续变换(CWM——continous waveform modulation)技术,对于CWM的动态过程使用MATLAB编写M文件演示。控制思想确立后使用TI公司芯片TMS320F2812实现。TI公司提供了电机控制函数库(DMC——digital motor control),方便了模块化程序设计。而MATLAB提供了与CCS的接口,可以通过由MATLAB建立的图形化文件转换成为控制代码。文中使用MATLAB做出用于代码转换的模型文件,给出其仿真结果以及生成的代码在实验平台上实际得到的波形。