如图1所示，级联式高压变频器主回路输入移相变压器、功率单元、主控系统及电气控制构成。电网输入为三相10kV或6kV，经过移相变压器变为n个低压、独立、移相二次绕组电源，依次接人功率单元模块，经过整流、滤波和逆变输出单相交流电源。若输入为6kV，则每相由5个最大输出电压为759V的功率单元串联而成，使输出的相电压最大值得到3795V，线电压最大输出为6572V，当变频器带满载时，除掉变压器压降和功率单元压降，则输出大约为最大输出的92％。移相变压器电流多重化作用可以降低电网侧电流谐波。5个二次绕组通过不同的联结方式使它们之间的电流相位差为12。，在变压器一次绕组侧构成30脉波整流电路，理论上可以消除电网侧29次以下谐波。采用功率单元串联，不存在器件均压的问题。每个功率单元承受全部输出电流，但仅承受1／5的输出相电压和1／15的输出功率。输入功率数可达到0．95以上。这种主电路拓扑结构虽然使器件数量增加，但是由于IGBT驱动功率很低，且不必采用均压电路、吸收电路和输出滤波器，可使变频器的效率高达96％以上。

    如图2所示，功率单元是由4个低压绝缘栅双极晶体管(IGBT)构成的低压PWM电压型逆变器。可输出1,0，一1三种状态电平；每相5个功率单元叠加，由于采用多重化SVPWM技术，可以产生11种不同的电平等级，可得到具有11级阶梯电平的相电压波形和21级阶梯电平的线电压波形。使得输出波形接近正弦波，输出谐波小。6kV每相5个单元级联多电平变频器电压叠加原理(以其中一相如A相为例)如下图所示：