多电平交流直接变换器的电路拓扑研究(2)
在本文中，我们首先介绍多电平技术，交流变频技术和多电平交流变频器的应用，然后思考提取的多电平技术，提出了三电平功率Zeta模式三电平交流直接变换单元的拓扑结构，相比非隔离型交流变频器和低频交流-直流-交流变换器，它可以实现单级变换，相比非隔离降压型直流/交流变换器，它可以实现降压转换器。
交流-交流变换技术是应用在功率半导体器件上将其功率和幅值进行变换的技术。广泛应用于国防，工业和采矿企业，研究机构，各种电子类实验室和日常生活中。对于交流调压，传统的有交流稳压变压器的电压调节，交流斩波电压调节和交流逆变晶闸管电压调节变换，就总结特点来说，不仅体积较大，重量也比较重，，开关管所要承受的电压应力比较大，输出的谐波失真严重，而且此调压变换器中间部分的电路拓扑和控制策略是极其复杂的。
多电平技术思想早在上个世纪八十年代初提出的，在直流交流转换器的阶梯波输出近似正弦波的一步合成的理论已经相当成熟，对于直流交流转换器国内外有很多相关的研究和产品。目前，在多电平交流变换器的研究还处在理论阶段，而且很多直接转换不是隔离式而是低中频交流-直流-交流变换器和buck型非隔离式交流直接变换器。但前者还存在复杂的拓扑结构，有较多的功率级数变换，输入侧功率因数输入不足，转化效率低，功率密度较低且有复杂的控制，而后者存在只能达到降压且必须要采取互补型的控制策略等缺点。
在交流-交流变换器中用到多电平的技术不仅很有理论意义，而且有实际的应用意义目前，在国内外学术研究的前沿也就是理论阶段，还没有得到实际的广泛应用。如何简化电路结构，降低功率级数变换获得高功率密度多电平交流直接变换器，并找到一个合适的、可靠的控制策略以实现控制将是非常有意义、有前途的研究。
本章主要讨论交流直接变换器内容，多电平技术相关的内容以及本文所要研究的内容。
1.2多电平技术
多电平变换器是一种在高电压、大功率的电力转换领域的热点.关于多电平逆变器，在了解它的出现背景后，我们比较了多电平逆变器的电路拓扑和调制系统并且对中性点的嵌位型逆变器进行了分析。我们可以预见，多电平逆变器在不久的将来会获得在高电压和高功率方面的越来越广泛的实际应用。
社会工业发展和农业规模正在不断扩大，所以对各类能源的需求也就越来越大。对于我国现有的资源有限的情况，对于如何使用这些资源，“十二五”规划被提出，它把节能减排计划作为纲要，以确保我国经济的可持续发展和社会的稳定进步。
工业、农业以及其它各产业的主动力源电动机是能源消耗的主题，国务院权威统计部门的统计数据显示，汽车消耗了中国的发电量的百分之吹冰十左右，其中有九成是交流电动机的功率消耗。
因此，在交流电机变频调速应用的研究范围具有一个巨大的节能空间。在高电压，大功率风机和高压力泵都得到了广泛应用，由于传统的电压直接驱动电机转速的方法，不能有效监管而控制实际工作状态，造成功率损失。
高压变频技术是解决这一问题的关键技术，但现有的电源开关总是由耐压能力的限制，传统的两电平逆变器不能有效地在高电压变频调速系统应用领域，即使电源直接串联到两电平逆变器，动、静均压问题依然存在，而且此时dv／dt变得很大，它将不得不应对电磁干扰（EMI）问题。