1. 為什么要有三電平？

    基礎的三相逆變電路都是兩電平的逆變電路，其電路原理圖如下所示：

圖1

       一般在三相逆變橋臂后面增加濾波系統。濾波系統可以將三相橋臂輸出的方波電壓中高頻信號濾除，留下我們希望頻率的交流電壓。電網中的電能質量與輸出電能的諧波有關，因此對于逆變電路來說，降低輸出電壓的諧波含量（THD）是非常重要的。

       降低諧波的含量的途徑有兩種。第一種是從源頭解決問題，降低三相橋臂輸出電壓的諧波含量，直接的方法就是將兩電平的輸出電壓調整為更加趨近于正弦波的輸出電壓，如三電平，五電平，七電平等等更多，理想化的設想，如果這個三相逆變橋臂電路可以將輸出完美的正弦電路，那就不需要濾波電路的存在了。主要的手段就是改變三相逆變電路的結構和控制方法，由于三相橋式逆變電路的局限性，任何控制方法都不能讓其改變輸出電平，因此若要改變電平則必須要改變電路，同時找到匹配的控制方法，大多數方法都是從兩電平的SVPWM控制方法中改進。

       第二種是增加濾波電路的濾波能力，通過改變濾波電路的結構，L、LC、LCL等更加的復雜的濾波電路。

2. 兩電平和三電平如何實現？

       三相逆變器的輸出電平分析如下：三相橋式逆變電路在工作時，每個橋臂的功率開關管獨立工作，且同一橋臂的開關管互補導通。每個橋臂有兩種工作狀態，因此整個電路有8種工作狀態。下面對三相橋式逆變電路工作原理進行分析。以開關管V1、V6、V5開通為例。此時電路中電流情況如圖2所示

                                圖2 三相橋式逆變電路工作情況

       從圖2中可見，a，c橋臂中上開關管開通，b橋臂中下開關管開通。因此電流在a、c橋臂中流入，經過負載后從b橋臂流出，若忽略功率開關管的導通內阻，則可將工作在此狀態的三相橋式逆變電路進行簡化如圖3所示。

                                                圖3 三相橋式逆變電路等效圖

       根據圖3可知，當電路工作在該狀態下時，a、b、c橋臂的電壓可表示如下：

       負載的線電壓可表示為：

       負載各相電壓可表示為：

       其中UNN`為兩中點之間的電壓。整理上式可得：

       由于為負載為三相對稱負載，則：

       故UNN`可化簡為：

       則此時UNN`=Ud/6，則相電壓為：

       整理得三相橋式逆變電路的不同開關策略下，不同開關策略的輸出電壓整理如表1。定義當Sa、Sb、Sc三個橋臂的上橋臂導通時，其值為1；當下橋臂導通時，其值為0。

       在上圖中發現，三個相電壓的輸出電壓Uab,Ubc,Uca,都只能輸出Ud和-Ud兩個電平的電壓，這個就是電路的兩電平。此外電路中以a相為例，a點所鏈接的橋臂開關管的通斷可令，a點的電壓發生進行±0.5ud的切換，因此若要實現三電平逆變電路，需要在橋臂的結構上做文章。

       根據上述電平的描述，三電平逆變電路就是讓Uab,Ubc,Uca三個相電壓存在三個電平。橋臂的多電平化可以令電路實現三電平輸出。實現方式有多種，如下

       橋臂通過跨接在串聯開關管上的的跨界電容實現多電平。

       通過在橋臂上增加二極管的方式使逆變器出現零電平，從而使輸出電平的波形正弦度大大提高，波形質量有所改善。

       中點嵌位電路利用開關管進行橋臂輸出電壓的嵌位。

       每個電路的結構不同，但是令每個橋臂輸出三電平逆變電路的思想是相同的，因此在三電平逆變電路的控制方法中，即使電路結構不同，控制方法的基本原理也是相同的。接下來，我將介紹本三電平逆變電路的控制方法。