传统的两电平PWM变频器在电动机绕组中产基金项目：国家自然科学基金项目（50377008）。
生的共模电压会导致电动机和驱动系统出现负面效应，即共模电压通过静电耦合在转子和机壳间建立起轴电压，当轴电压超过轴承润滑剂绝缘能力时将产生过大的轴承电流。轴承电流可以使电动机轴承过早损坏。同时，共模电压产生非常大的共模漏电流，通过定子绕组和接地机壳间的静电耦合流入地。可产生足够大的共模电磁干扰，还会使漏电流保护继电器误动作。
现有的消除技术一般用于轴承电流和传导电磁干扰的抑制，而很少能直接和成功地应用到共模电压的抑制上。中提出的滤波器可以直接用来抑制共模电压，抑制效果非常显著，但要求共模变压器必须足够大。而多电平PWM技术在抑制共模电压方面的相关更少。除了硬件方法，从控制策略上，引入空间矢量算法，通过使整流器和变频器的开关序列同步化，电动机定子绕组中性点对地电压可降低到2./3，但这种方法需要用在可控整流变频器，不适于应用到二极管变频器中。而后者的应用范围更广。
本文将讨论多电平变频器中共模电压的抑制方法，并采用Matlab仿真软件来验证该方法的有效性。多电平PWM变频器常见结构是二极管嵌位型多电平变频器NPC（Neutral-Point-Clamped），飞跨电容型多电平变频器和级联式变频器，常用于中压等级（2300/4160V）装置以降低功率开关器件的额定电压，进而降低输出电压中的谐波成分。本文中以二极管嵌位型多电平变频器为例分析共模电压的抑制技术，其结论可以推广到其它结构中。
2多电平变频器输出中的共模电压传统两电平变频器每相输出为±。/2，其三相有效开关状态为8种。根据共模电压的定义可知，上述开关状态所对应的共模电压均不为零，为土/6和±/2，其共模加愈为±/3，即对两电平变频器而言，不能从控制策略角度完全消除变频器输出的共模电压，共模电压是两电平变频器输出电压中存在的必然现象。其结论同理可推广到具有偶数倍的多电平变频器中。
对于三电平变频器，如三电平NPC变频器，其结构如，由12个开关和12个反并联二极管及6个嵌位二极管组成。与传统两电平变频器相比，NPC有两个明显优点：①在每个桥臂上串联4个开关，使关断状态下的开关承受直流母线电压的一半，而不像两电平变频器中的开关承受全压；②每相输出电压中包含3个电平，即*Fdc/2和0，使变频器输出更接近正弦波，有利于降低输出电压中的谐波。电压电平数量的增加使开关有效状态增加到27个，如。将这些开关状态带入共模电压的定义公可知，三电平变频器也会产生共模电压，共模电压的幅值为土/6，为。/6.但在这些开关状态中，有7种状态不会产（0―+），（+―0）和（000）。如果将变频器的开关状态限制在这7种中，NPC变频器将不产生共模电压。
三电平变频器开关状态这是一个非常有用的结论，即共模电压在三电平变频器中是可消除的。同理，这个结论可推广到具有奇数倍的多电平变频器中。
和传统变频器一样，多电平变频器控制的主要目的是使输出电压尽可能接近期望的正弦波。尽管许多调制策略已经被用于减少谐波和减低开关损耗，传统的SPWM对多电平变频器仍是较好的选择，也广泛用于多电平变频器的控制之中。因此，本文将利用上面的结论详细讨论SPWM在三电平变频器中抑制共模电压的方法，该方法还可推广到奇数倍电平变频器中。
3三电平逆变器的SPWM控制3.1传统的三电平SPWM对共模电压的抑制作用本节主要讨论SPWM方法在三电平变频器控制中的应用。通过传统的SPWM方法与本节提出的用以抑制共模电压的SPWM方法进行比较，并从电动机转速和转矩角度评价不同的SPWM控制方法对电动机运行产生的影响，以验证所提方法的有效性及可用性。
SPWM由于其原理简单和谐波失真较低的特性广泛用于传统的两电平变频器中。同样，这种方法扩展到多电平变频器控制的应用中时，对电平变频器每相应采用（-1）个三角载波信号，相应的正弦调制信号只采用1个。
传统三电平变频器中一相的SPWM控制策略为一个正弦波和幅值相等、相位相同、位置相差一个幅值的两个三角波进行比较得出的三电平变频器一相桥臂中4个开关管的控制信号波形。正弦调制信号分别前后移动2n/3，就可得到其它两相开关管的控制信号。应用这些信号就可控制所示的三电平变频器，使其带动负载进行工作。
下面用仿真分析手段得出传统SPWM控制下三电平变频器工作情况。采用Matlab6.0仿真软件。
是三电平变频器输出各类电压的波形，为的仿真结果。（a）为相电压波形，相电压中包含3种电平：*Fdc/2和0.比两电平变频器输出的相电压中多出一个电平；（b）为线电压波形，比两电平输出线电压波形更接近正弦波，因而谐波含量降低；（c）为变频器输出的共模电压波形，可见三电平变频器也会产生共模电压，其dv/d是母线电压的1/6；而两电平变频器输出的共模电压是母线电压的1/3，即三电平技术使共模dv/d降低了一半，有利于降低共模电压的负面效应。共模电压的最大值由原来的l*Fdc/2|降到|*Fdc/3|，其有效值也得到了降低。但是由于三电平变频器输出共模电压中的dv/出和其幅值仍很大，对电动机的负面影响仍不可忽略，必须设法消除之。在仿真过程中未出现电容电压不平衡现象。给出了在三电平变频器中可以保持电容电压平衡的原因。
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