80 年代以来，现代电力电子技术开始向高频，高效（低开关损耗），高功率因数，高功
率密度（组合集成化）及高压大功率方向迅速发展。以

GTO、BJT、MOSFET 为代表的自关断

器件得到长足的发展

, 尤其是以 IGBT 为代表的双极型复合器件的惊人发展, 使得电力电子

器件正沿着大容量、高频、易驱动、低损耗、智能模块化的方向前进。伴随着电力电子器件的飞
速发展

, 大功率逆变器及交流调速技术的发展也日趋高性能化。

    1.传统大功率逆变电路
    传统的大功率交流电机调速系统采用的变换器主要有：
    （1） 普通交直交三相逆变器  
    （2） 降压—普通变频器—升压 
    （3） 交交变频器  
    （4） 变压器耦合的多脉冲逆变器
    以上的大功率变换电路研究比较成熟，但在实现大功率交流传动的同时，在性能上没有
什么突破，且装置复杂，制作本钱高，控制方式可靠性低，并且对电网污染严重，功率因
数低，无功损耗大，须附加谐波治理装置，设备本钱成倍增加。因此近十几年来

, 一些新型

高压大功率逆变器，尤其是电压型多电平变换器拓扑吸引了很多学者的留意。
    2. 新型多电平电压型逆变器
    日本长冈科技大学的 A．Nabae 等人于 1980 年在 IAS 年会上首次提出三电平逆变器, 又
称中点箝位式（

NPC）逆变器。它的出现为高压大容量电压型逆变器的研制开辟了一条新思

路。在此基础上

, 经过多年的研究发展出几种主要的多电平变换器拓扑结构，主要分两种[1]

[2][3] ： 一 种 为 单 一 直 流 电 源 的 箝 位 型 变 换 器 拓 扑 ， 包 括 二 极 管 箝 位 型 （ Diode 
Clamped），电容箝位型（Capacitor Clamped），以及在此基础上发展出的通用型拓扑，还
有 层 叠 式 多 单 元 拓 扑 （

Stacked  Multi-cell ） ； 第 二 种 为 独 立 直 流 电 源 的 级 联 型 拓 扑

（

Cascaded Inverter with Separated DC Source）。图 1 将现有的多电平变换器作如下分类

         

         图 1  现有多电平变换器分类图