近来,随着高电压技术的飞速发展和它在工业控制领域中应用范围的日趋扩大,高电压IGBT(HVIGBT)器件和IGCT器件都扩大了它们的应用领域.两电平逆变器输出的电压仅有(一V、 V)两级。对于这种逆变器结构,人们通常是靠提高逆变器中的开关器件的开关频率来减少逆变器输出电流中的谐波成份的。但是在高电压、大功率的工业实际应用场合中,所采用的功率器件的开关频率必须限制在IKHz以下,即使采用的是HYIGBT或GICT器件。这是因为,随着器件开关频率的增高,开关器件损耗的速度也会随之以更快的速度增大。因此,在这种环境中,人们期望通过采用控制两电平逆变器的常规控制策略一一不断提高系统中开关器件的开关频率,来改善逆变器的输出性能,使得输出电流中的谐波成份得到减少是十分困难的,有时甚至是不可能实现的。这就要求人们通过研究和采用其它的控制方法来控制这种实用的工业系统 。

针对大功率逆变器中的开关器件速度低的缺点,A.Nabae等人于1980年提出了多电平逆变器概念,主要是指三电平逆变器。以三电平逆变器为例,逆变器的输出电压分为(一V、0、 V)三级。多电平逆变技术的出发点是通过对逆变器的主电路结构进行改进,使得所有逆变器的开关器件都工作在基频或者低频状态,以达到减小开关应力、改善逆变器输出波形的目的 。

三电平逆变器自从1980年由D.A.Nbaea等人提出之后,在高电压、大功率变频调速系统中得到了广泛的应用。三电平逆变器(或多电平逆变器)的结构不仅使系统对功率器件的耐压等级的要求有所降低,而且使得逆变器输出波形的谐波含量大为减少。随着高电压、大电流IGBT器件的出现,采用这种结构的逆变器的应用也就越来越广泛。目前,三电平逆变器己经成为了高电压、大功率逆变器的一个发展方向 。