电平数分类方法-现代有轨电车车辆系统

根据变流器的电平数量可分为二电平和三电平牵引系统。在电压型变流器中，较为流行的是所谓的二电平电路，或二电式电路。随着变流器容量和电压的提高，人们提出了新的多点式电路的概念，并成功的研制出三点式逆变器，也包括三点式的脉冲整流器。利用二点式逆变器，可以把中间直流环节的正极电位或负极电位接到电动机上去。而在三点式逆变器的情况下，除了把中间直流回路的正极或负极电位送到电动机上去以外，还可以把中间直流回路的中点电位送到电动机上去。

1.二电平逆变器

可以把直流中间环节的正极或负极电位接到电动机上去的逆变器，如图5-3所示。

图5-3 二电平牵引逆变器主电路

二电平逆变器的主要功能是把一个固定的直流电压转化成幅值和频率都可调的交流电压。这个逆变器通常用6个IGBT管和6个二极管构成。这里的功率管也可以用IGCT来代替。如果想得到更高的电压，可以用几个相同功率管串联起来实现。实际应用中，同一个桥臂上的上下两个功率管是轮流导通的，也就是互补的，在它们的触发过程中，要求触发时间尽量短，以免在换相时同一桥臂上的两个管子同时导通而烧坏。这里所说的两电平既不是指相电压，也不是指线电压，而是指三相A、B、C与N点间的电压。(www.zuozong.com)

2.三电平逆变器

除了可以把直流中间环节的正极或负极电位接到电动机上去的逆变器，还可以把中间直流环节的中点电位送到电动机上去，含有较少的谐波。

二电平逆变器如果运用于中高压场合，在开关频率较低的情况下，将会出现系统效率低，能量传输困难等一系列问题。因此人们考虑从改进逆变器自身拓扑结构入手来解决这些问题，从而产生了多电平逆变器。这种逆变器不需要升降压变压器，也不需要均压电路，通过增加输出电压的电平，使得输出波形更接近正弦波形，且谐波含量更低，可以解决二电平逆变器所存在的问题。于是人们提出了三电平解决方案。

三电平逆变器是由基本的二电平逆变器组合而成的。钳位式三电平逆变器是属于由基本逆变单元通过串、并联组合而成的一种单一直流电源、半桥式结构形式的钳位式多电平逆变器。这一类结构形式的多电平逆变器包括二极管钳位式、飞跨电容钳位式和混合式多电平逆变器。