0 引 言
隨著逆變器的大量應用，逆變器產生的諧波會給電網、電器設備、通信網絡等帶來嚴重危害，這使得消諧逆變器的研究越來越重要。同時為滿足高壓大功率應用領域的需要，采用主電路為級聯多電平逆變器，實現波形的多重移相疊加。特定諧波消除(SHEPWM)方法。能使逆變器開關頻率降低，消除特定低次諧波，減少電流脈動，輸出波質量高等優點，因此對SHE技術的研究具有明顯的理論意義和廣闊的工程開發前景。
由于消諧PWM逆變器的數學模型為非線性超越方程組，該方程中有三角函數，并且是超越方程，存在多組解。通常采用牛頓法求解該模型，但由于牛頓法的局部收斂性質，需要找到與準確值較為接近的初值，否則迭代不收斂，這比較困難，且不利于在線計算，而同倫算法求解該模型可有效地克服上述缺點

l 級聯多電平逆變器結構與控制設計
1．1 級聯多電平逆變器結構
圖1顯示主電路為級聯多電平逆變器的單相拓撲結構，每個逆變器模塊結構相同，通過一個單相全橋逆變器表示。級聯多電平逆變器的結構允許每個模塊的分離控制，模塊的數量與要求的電壓源的數量是相等的。電平數NL和模塊數M的關系公式為：

模塊數即單相H橋逆變器的個數，它們串聯連接產生一個多電平的輸出電壓；總輸出電壓與每個模塊的輸出電壓之和相等。即為：

式中：VMm為第m個模塊的輸出電壓。
每個模塊有它自己的直流電壓(VDC)和4個開關裝置，如第m個模塊的開關裝置是S1m，S2m，S3m和S4m，(表1中開為“1”，關為“0”)。如圖2所示每個模塊能產生一個三電平輸出：+VDC，0，-VDC。通過這4個開關裝置能有順序地將直流電壓到交流邊。如表1所示輸出電壓與一個五電平模塊結構多電平逆變器的功率裝置的開關狀態相對應。因為1個輸出電壓包括5個電平+2VDC，+VDC，0，-VDC，-2VDC，需要的模塊數是2。

1．2 控制設計
表2所示是一個五電平的級聯多電平逆變器控制設計。假設級聯多電平逆變器的每個模塊的直流電壓VDC=20 V，如表2中的描述知級聯多電平逆變器的操作大部分取決于模塊1，只有當q>0.5時，模塊2才參與運行。盡管在五電平級聯多電平逆變器中需要8個功率裝置，這8個裝置并不全被利用，此種情況減少了功率裝置的電壓應力。對于如圖2所示的單相逆變器，基波幅值q最大值為1.0，再大將導致一些迭代法(如牛頓迭代法)無法收斂。