多电平变频器可以使用小容量的功率器件输出高电压等级、高质量的电能,非常适合于中高压大功率的传动应用场合,成为近年来电力电子领域研究的一个热点。我国中高压电机耗能严重,若采用多电平变频器对其进行变频调速改造将带来可观的经济效益和社会效益。由于国外产品占据了国内大部分市场,因此中高压变频设备的国产化研究有着重要意义。本文综述了目前中高压变频调速的发展现状,总结和比较了多电平变频器各种基本拓扑结构的特点,细致分析了二极管箝位式三电平逆变器的工作状态与SVPWM控制策略,在此基础上,介绍了250kVA三电平变频器的硬件设计,讨论了设计过程中的器件选择,分析了驱动电路、继电器延时保护电路、输入直流母线电压检测电路、输出电流检测电路、温度检测电路的工作原理与设计,设计了两组开关电源为系统供电的解决方案,并总结了大功率电力电子设备硬件设计的一些经验。针对三电平逆变器固有的中点电位偏移问题,本文从硬件和软件方面各提出并分析了一种抑制中点电位偏移的方法。最后,对研制的样机进行了一系列的实验,给出了实验波形。