将功率器件直接串、并联使用，是满足系统容量要求的一个简单直观办法。直接串联的变频器拓扑结构如图2-1 所示：电网高压直接经高压断路器进入变频电源，经高压二极管全桥整流、直流平波电抗器与电容滤波，再经逆变器逆变，通过输出正弦波滤波器滤波，简单易行地实现高压变频输出、直接供给高压电动机。串、并联在一起的各功率器件被当作单个功率器件使用，控制完全相同。

图2-1 IGBT 直接串联高压变频器

该结构优点是：可利用较成熟的低压变频电源电路拓扑、控制策略与控制方法，不需输入输出变压器、输出效率较高。缺点是：串联功率器件需动态均压与静态均压。因串联功率器件开、关时间不一致，最后开通或最先关断的器件将承受全部电源电压、影响其可靠运行，故需相应均压措施，但均压电路使系统复杂化、损耗增加、效率下降。为让串联器件同时导通关断，对驱动、控制电路要求大大提高，还需解决 du/dt、抗共模电压等技术问题。

在输入端采用可控器件实现 PWM 整流，便于实现能量回馈与四象限运行，但同时使网侧谐波增大，需加进线电抗器滤波才能满足电网要求，增加体积与成本。因为是直接高压变频、电网电压与电动机电压相同，容易实现旁路控制功能，以便装置故障时把电动机投入电网运行。

图2-2 为 18 脉冲整流器 Bulletin1557 变频器主电路拓扑结构图，其电路结构为交-直-交电流源型、采用 GTO 功率器件串联构成两电平逆变器。控制方式采用无速度传感器直接矢量控制，电动机转矩可快速变化而不影响磁通，综合脉宽调制与电流源结构优点，运行效果近似直流传动装置。

图2-2 Bulletin1557 变频器主电路结构图

采用功率器件串联的二电平逆变方案结构简单、功率器件少，但器件串联带来均压问题，且二电平输出 du/dt 会对电动机绝缘造成危害、要求提高电动机绝缘等级；谐波成分大，需专门设计输出滤波器才能供电动机使用，即使如此总谐波畸变 THD 也仅能达到 4% 左右。可采用标准谐波滤波器及功率因数补偿器，使其谐波符合 IEEE 519-1992 标准规定。