如圖1所示，級聯(lián)式高壓變頻器主回路輸入移相變壓器、功率單元、主控系統(tǒng)及電氣控制構(gòu)成。電網(wǎng)輸入為三相10kV或6kV，經(jīng)過移相變壓器變?yōu)閚個(gè)低壓、獨(dú)立、移相二次繞組電源，依次接人功率單元模塊，經(jīng)過整流、濾波和逆變輸出單相交流電源。若輸入為6kV，則每相由5個(gè)最大輸出電壓為759V的功率單元串聯(lián)而成，使輸出的相電壓最大值得到3795V，線電壓最大輸出為6572V，當(dāng)變頻器帶滿載時(shí)，除掉變壓器壓降和功率單元壓降，則輸出大約為最大輸出的92％。移相變壓器電流多重化作用可以降低電網(wǎng)側(cè)電流諧波。5個(gè)二次繞組通過不同的聯(lián)結(jié)方式使它們之間的電流相位差為12。，在變壓器一次繞組側(cè)構(gòu)成30脈波整流電路，理論上可以消除電網(wǎng)側(cè)29次以下諧波。采用功率單元串聯(lián)，不存在器件均壓的問題。每個(gè)功率單元承受全部輸出電流，但僅承受1／5的輸出相電壓和1／15的輸出功率。輸入功率數(shù)可達(dá)到0．95以上。這種主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)雖然使器件數(shù)量增加，但是由于IGBT驅(qū)動功率很低，且不必采用均壓電路、吸收電路和輸出濾波器，可使變頻器的效率高達(dá)96％以上。

    如圖2所示，功率單元是由4個(gè)低壓絕緣柵雙極晶體管(IGBT)構(gòu)成的低壓PWM電壓型逆變器?？奢敵?,0，一1三種狀態(tài)電平；每相5個(gè)功率單元疊加，由于采用多重化SVPWM技術(shù)，可以產(chǎn)生11種不同的電平等級，可得到具有11級階梯電平的相電壓波形和21級階梯電平的線電壓波形。使得輸出波形接近正弦波，輸出諧波小。6kV每相5個(gè)單元級聯(lián)多電平變頻器電壓疊加原理(以其中一相如A相為例)如下圖所示：