两电平和三电平逆变器，为何输出相电压分别为五电平和九电平

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上述文章中，该T型三电平逆变器的相电压确实输出了 九种电平，这与传统T型三电平逆变器的 三电平相电压 不同。以下是关键分析和解释：

仿真模型
T型三电平逆变器仿真模型

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1. 传统T型三电平逆变器的相电压

通常，T型三电平逆变器的 相电压（对直流中点O） 仅有 3种电平：

这是因为每相开关状态（Sa, Sb, Sc）只能直接输出这三种电平。

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2. 为什么此处出现九电平？

在您提供的公式中，相电压（对虚拟中点O’）定义为：

其中，（Sa, Sb, Sc） 的取值为 -1、0、1，代表每相的开关状态。

关键原因：

• 虚拟中点O’的引入：
  这里的 ( UAO} ) 是相电压对 虚拟中点O’（而非直流中点O）的电压。O’的电位由三相开关状态共同决定，导致相电压出现中间电平。
• 数学组合效应：
  通过 ( 2Sa - Sb - Sc ) 的线性组合，27种开关状态中会生成 9种不同的电压值，例如：
  

3. 为什么仿真与理论一致？

• 仿真中可能直接测量了 相电压对虚拟中点O’ 的波形，而非对直流中点O的电压。
• 通过27种开关状态的组合计算，确实会得到9种不同的电压值，与数学推导一致。

LCL滤波器的虚拟中点O’

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情形1 仿真模型中

在仿真模型中，如果LCL滤波器的虚拟中点O’和BUS0断开，测试相电压和虚拟中点O’输出会有9种电平；
2/3Udc,1/2Udc,1/3Udc,1/6Udc,0,-1/6Udc,-1/3Udc,-1/2Udc,-2/3Udc，如果直流侧为600V，可得到九电平分别为：400,300,200,100,0 -100，-200，-300,-400

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情形2 实际电路中

实际电路中LCL滤波器的虚拟中点O’是和BUS0连接在一起的，所以实际相电压只有三种电平；

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使用实际的T型三电平逆变器，测试ABC三相与BUS0之间实际的波形 ， 有三种电平：


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使用实际的T型三电平逆变器，测试AB BC CA 线线之间实际的波形 ，有五种电平：