链式H桥STATCON主电路拓扑

STATCON主电路拓扑主要有功率单元并联变压器多重化方案、链式H桥方案和模块化多电平换流器（modularmultievel convener，MMC）方案三种选择 。

STATCOM的作用与可产生三相工频电压的同步电机相似，但没有运动部件。一般来说，STATCOM包含由可关断电力电子开关器件组成的直流一交流自换相换流器及其控制系统。它可看作通过一个电抗（变压器漏抗）接入系统的交流电压源，通过控制输出电压的幅值和相位，或直接控制其交流侧的输出电流，吸收或发出满足系统要求的无功电流。

由并联接入系统的电压源换流器构成能够发出或吸收无功功率的静止型同步无功电源。通过改变其输出，可以对电力系统的某些参数（如电压）进行控制，又称静止无功发生器（ static var generator，SVG）等。

STATCOM的作用与静止无功补偿装置（ static var compensator，SVC）相似，可以进行连续控制，快速地改变其发出的无功功率，具有较强的无功调节能力，为电力系统（或者负荷）提供动态无功电源，实现多种调节功能，性能较SVC更优，造价比SVC要高。

链式H桥方案每相都由若干单相换流器（即链节）串联组成，根据电压等级确定是否用大容量変压器接入系统。该方案在35kV及更低电压下无需变压器，具有可模块化设计、体积小等优点，也存在对系统的绝缘水平要求较高的缺点。一个链节的输出电压可有－U_dc、0U_dc三种状态，N个链节串联的输出电压峰值范固为[-NU_dc，NU_dc]，而电平数目为2N 1。对三相链式H桥 STATCON而言，有Y型和△型两种联结型式。

对于确定的电压等级和容量等级，Y型和△型联结的主要区别是阀组承受的电压等级和电流等级不同，由此会导致占地面积和成本会略有差别。Y型和△型联结方式，系统对称时补偿特性相同，系统不对称时△型联结方式的补偿性能较好。

H桥是一种电子电路，可使其连接的负载或输出端两端电压反相/电流反向。这类电路可用于机器人及其它实作场合中直流电动机的顺反向控制及转速控制、步进电机控制（双极型步进电机还必须要包含两个H桥的电机控制器），电能变换中的大部分直流-交流变换器（如逆变器及变频器）、部分直流-直流变换器（推挽式变换器）等，以及其它的功率电子装置。

H桥是一个典型的直流电机控制电路，因为它的电路形状酷似字母H，故得名与“H桥”。4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠

H桥电路，既可以分立元器件形式搭建，也可以整合到集成电路上。“H桥”的名称起源于其电路，两个并联支路和一个负载接入/电路输出支路，看上去构成了形如“H”字母的电路结构。

H桥的控制主要分为近似方波控制和脉冲宽度调制（PWM）和级联多电平控制。近似方波控制即quasi-square-wave-control, 输出波形比正负交替方波多了一个零电平（3-level），谐波大为减少。优点是开关频率较低，缺点是谐波成分高，需要滤波器的成本大。

H桥脉冲宽度调制

即Pulse width modulation,分为单极性和双极性pwm. 随着开关频率的升高，输出电压电流波形趋于正弦，谐波成分减小，但是高开关频率带来一系列问题：开关损耗大，电机绝缘压力大，发热等等。

H桥级联多电平控制

即multi-level inverter，采用级联H桥的方式，使得在同等开关频率下谐波失真降到最小，甚至不需要用滤波器，获得良好的近似正弦输出波形。 2100433B

如图《H桥逆变（单相）》所示单相桥式逆变电路工作原理开关T1、T4闭合，T2、T3断开：u0=Ud； 开关T1、T4断开，T2、T3闭合：u0=－ Ud; 当以频率fS交替切换开关T1、T4和 T2 、T3 时 ， 则 在 负载电 阻 R上 获 得交变电压波形（正负交替的方波），其周期 Ts=1/fS，这样，就将直流电压E变成了 交流电压uo。uo含有各次谐波，如果想 得到正弦波电压，则可通过滤波器滤波 获得。

主电路开关T1~T4，它实际是各种半导体开关器件的 一种理想模型。逆变电路中常用的开关器件有快速晶闸管、可关断晶闸管（GTO）、功率晶体管（GTR）、功率场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅晶体管（IGBT）。

在实际运用中，开关器件存在损耗：导通损耗（conduction losses) 和换相损耗(commutation losses) 和门极损耗(gate losses)。其中门极损耗极小可忽略不计，而导通损耗和换相损耗随着开关频率的增加而增加。