三電平逆變器相對于傳統的兩電平而言，它可以使主開關器件的電壓降低一半。由于輸出多了一個電平，可以使ｄｕ／ｄｔ　降低一半，從而使輸出電壓諧波減小，有利于實現輸出電壓波形的正弦化，特別適合于高壓大容量的電力電子變換系統。它普遍采用空間電壓矢量脈寬調制的控制策略，將ＤＳＰ數字控制技術應用于三電平逆變器，不僅簡化了系統的硬件結構，提高了系統性能，還可以實現系統的優化控制。
　　１　系統結構
　　１．１　系統的主電路結構
　　圖１為變頻器主電路結構圖，它大體上由４　部分組成：二極管組成的ＡＣ／ＤＣ整流器；ＩＧＢＴ　構成的ＤＣ／ＡＣ逆變器；電壓和電流信號采樣檢測電路和由ＤＳＰ　組成的控制電路。主電路采用了傳統的交—直—交變頻結構，整流部分采用１２　脈波二極管整流電路，逆變部分采用二極管箝位逆變電路，它是由日本學者Ａｊｕｒａ　Ｎａｂａｅ　教授于１９８１　年提出來的，并且得到了廣泛應用。這種電路通過多個功率器件串聯，按一定的開關控制產生需要的電平級數，在輸出端合成相應的正弦波。
　　
　　三電平變頻器的整流電路標準配置為１２脈波整流電路（即輸入變壓器為三繞組，二次采用Ｄ和Ｙ接法，兩組二次繞組對應線電壓之間的相位差為π／６，從而使整流后的電壓波形具有１２個脈波，同時大大減少了整流器產生的諧波電流），而輸入側采用諧波濾波器可以進一步減少整流器產生的諧波電流。
　　由于箝位二極管把開關器件兩端的電壓限制在直流母線電壓的一半，所以相對于兩電平逆變器，三電平電路中的開關器件所承受的電壓應力大大減輕，而輸出功率增加了一倍。
　　１．２　驅動電路的設計
　　ＩＧＢＴ　驅動電路選擇的合理性和設計的正確性對功能的實現極其重要。ＩＧＢＴ　的通態電壓、開關時間、開關損耗、承受短路能力等參數均與門極驅動條件密切相關。
　　ＩＧＢＴ　的驅動電路包括電氣隔離和晶體管放大電路兩部分，多采用專用的混合集成驅動器，常用的有三菱公司的Ｍ５７９系列（如Ｍ５７９６２Ｌ　和Ｍ５７９５９Ｌ）和富士公司的ＥＸＢ系列（如ＥＸＢ８４０、ＥＸＢ８４１、ＥＸＢ８５０和ＥＸＢ８５１），其內部具有退飽和檢測和保護環節，當發生過電流時能快速響應，慢速關斷ＩＧＢＴ，并向外部電路給出故障信號。本次設計選用三菱公司的Ｍ５７９６２Ｌ，正驅動電壓均為＋１５Ｖ左右，負驅動電壓為－１０Ｖ，如圖２所示。本次設計共有１２路這樣的驅動。
　　２　變頻器設計基本原理
　　２．１　三電平空間電壓矢量ＰＷＭ（ＳＶＰＷＭ）
　　ＳＶＰＷＭ控制技術最初源于電動機磁鏈跟蹤技術。這種方法是從電動機的角度出發，其目標是使交流電動機產生圓形磁場。在交流電機調速系統中，為了產生恒定的電磁轉矩，必須保證定子電流產生圓形旋轉的磁場，這種以產生圓形旋轉磁場為目標，合理控制開關導通和關斷的ＰＷＭ控制就是磁鏈跟蹤技術。磁鏈的軌跡是靠電壓空間矢量相加得到，因此
　　這種控制方法也稱為電壓空間矢量控制。