在上开关部 分22和下开关部分24中的开关200顶行的集电极。DC总线的负向轨16-2被连接到设置 在上开关部分22和下开关部分24中的开关200底行的发射极。连接每个开关对的发射极 /集电极结，使得所述上开关连接到所述Y-Y变压器的适当相位的桥臂，以及所述下开关连 接到所述A-Y变压器的适当相位的桥臂。
[0052] 对于变压器绕组，在变压器的初级侧，每个相位桥臂（a、b或c)的Y型绕组和三 角型绕组共享一个变压器铁心并且在次级侧合成多步进输出。上和下逆变器之间的相移 为30度（31 /6)。换句话说，桥臂a2相对于桥臂al的相移为30度。假设在初级侧的Y型 绕组和三角型绕组的匝数分别为nl和n2,以及在次级侧的Y型绕组的匝数等于n3,传输比 nl:n2:;：n3-l：/V3'：l：-2-"
[0053] 参照图9,公开了在图6中描述的逆变器模块的另一个示意性表示。开关部分22、 24等同于在图5、6和8中所示的开关。图9提供了在图5和6中所描述的变压器可以实 现的另一种固有的方式；图8和9的实施例在功能上是相同的。两个实施例之间的区别涉 及Y-Y变压器和A-Y变压器的单独铁心的使用。换句话说，对于每一相位，使用两个单独 的变压器；一个变压器提供了匝数比为1的Y-Y连接，同时另一个变压器提供了匝数 比为1:1的A-Y连接。在次级侧的两个变压器的匝数是相同的。此外，在次级侧上的两个 变压器串联连接。
[0054] 参照图10A，公开了在图6中描述的逆变器模块中的开关的详细示意性表示。此处 示出的示意图与在图5、图6、图8和图9中所描述的相同。如上述详细描述的，每个模块包 括两个开关部分（22、24)，其中所述开关部分包括六个开关。在图10A中，开关200被重新 编号为开关S1-S12,以便更充分地理解每个开关对输出波形的贡献。图10B仅提供了奇数 个开关S1-S11的时序图，因为在上行的所述开关为180度，与在每个相位桥臂的下行的开 关异相。因此，图10B仅需要显示奇数开关的输出信号，以便描述完成上面提供的等式2和 3所需要的开关信号。
[0055] 如图10B所示，通过在每个开关的栅施加适当的电压而使每个开关导通半个周期 (180度）。所述开关在另外的半个周期时被关断。如前面所提到的，所述开关频率等于线 路频率（例如，60赫兹）。因此，在S1，S3和S5之间存在120°的相移。如上所述，在两个 开关部分（22、24)之间存在30°的相移。因此，在S1和S7之间，S3和S9之间，S5和S11 之间存在30°的相移。如上面所提到的，S1、S3、S5、S7、S9和S11分别与S2、S4、S6、S8、 S10和S12有180度的异相。基于此信息，容易示出在Y-Y和A-Y变压器的初级的波形。
[0056] 参照图11A-11C示出了说明图6,图8和图9中所描述的一个模块的初级和次级 电压的时序图。图11A示出了上部6个开关逆变器22的所述相位输出电压，图11B示出了 下部6个开关逆变器24的所述相位输出电压。基于图8,上逆变器的相位电压输出可表示 为alNl，下逆变器的相位电压输出可表示为a2b2。因此，在初级侧上的实际相位输出电压 可表示为：
[0057]
(6)
[0058] (7)
[0059] 注意到由于匝数比的原因，等式（6)中的系数对比等式2有修改。此外，当考虑上 述的变压器匝数比时，在变压器的次级侧上合成的输出电压uA2N2可以表示为 式⑶或其等效的式（9):
[0060]
08) (9)
[0062] 类似地，另一个相位桥臂具有类似的波形：ublN1具有与ualN1相同的波形，只是在他 们之间存在120度的相位延迟，同时在相位叫2。2和ua2b2之间存在相同的关系。因此二次波 形叫^与输出电压uA2N2的波形相同，且它们之间具有120°的相位差。
[0063] 为了清楚起见，图11A的顶部波形对应于等式（6)以及图11B对应于等式（7)。等 式2和6之间的区别仅仅在于系数。图11C的波形与等式（9)有关，并且与图7A的波形一 致。
[0064] 参照图12A，公开了根据在图5和8中所描述的拓扑的、用于两个模块逆变器10 的隔离变压器排列的示意性表示。本质上，当应用多于一个模块时，次级侧的输出被串联连 接。这种排列是提供了模块化设计的另一个特征。同时在图12A中示出了图8所描述的变 压器，在此还可以使用图9中的变压器。
[0065]参照图12B，公开了在两个模块逆变器系统中的开关排列的示意性表示。本实用新 型的模块化也在本视图中展示。开关模块20-1和20-2仅仅连接到DC总线16。如前面提 到的，当使用多于一个模块时，可以根据等式1来计算在不同模块之间的相移角。在本示例 中，使用两个模块，以及在模块20-2中开关S1-S12的相应的驱动信号之前，对模块20-1中 的开关S1-S12的驱动信号激励15度（360/24)。
[0066]当使用多于一个模块时，模块20-1可以被指定为主模块，附加的模块充当从模 块，因为所有的定时信号都是根据等式（1)相对于所述模块20-1而偏移的。在一个实施例 中，主模块可以发送基于在系统中检测的模块数量的偏移数据。接着，在每个开关周期的开 始，向所有从模块发送同步信号。当所有从模块接收所述同步信号时，它们被配置为根据等 式（1)为所述同步信号增加适当的偏置角。
[0067] 参照图13A-13B，在图12A-12B中所描述的本实用新型的两个模块实施例中的变 压器次级侧，分别公开了示出输出电压（13A)和输出电压（13B)的谐波频谱的曲线图。图 12和13固有地呈现了在图5中示出的拓扑。
[0068] 图13A提供了波形1301，所述波形1301是等式4的图形表示。当应用多于一个模 块时，每个模块的变压器具有相同的比例1:2,我们可以在变压器的次级侧得到更多 的步进输出。因为在变压器的次级侧中每个模块的输出波形具有彼此适当的相移角，它们 可以级联在一起以产生多步进的波形。在交流电网侧的合成的输出电压的基波分量为：
[0069]
(10)
[0070] 其中N是模块的数量。
[0071] 对于变压器，nl:n2=l/、/^ 1:的比例保证在次级侧的输出电压可以抵消不需要的 谐波，正如由等式（2)_(3)所表示的。如果电网具有某些电压要求，可以调整所述变压器次 级侧的匝数n3来满足AC电网标准。显然地，变压器的变压比受DC总线电压和模块的数量 影响。所以通常，当任意三个因数是固定的（例如，DC总线电压、模块的数量、变压器的变 压比或AC电网电压），其他因数可以通过本文所提供的等式来计算。在设计中使用的模块 的数量将影响变压器的参数设计以及在AC电网的次级侧上合成的谐波电压的抵消。
[0072]图13B的曲线图示出了在两个模块实施例中的变压器次级侧的输出电压的谐波 谱。频谱频带1304对应于线路频率以及频谱频带1306对应于由等式（4)所预测的谐波频 带。注意此等式预测以及所述曲线图示出了可以在变压器的次级侧的输出电压最小化第11 次和第13次谐