近年来在高压大功率领域三电平变频器的开发研究得到了广泛关注,三电平逆变器使得电压型逆变器的大容量化、高性能化成为可能,研究和开发三电平逆变器,无论在技术上还是在实际应用上都有十分重要的。论文通过查阅大量国内外参考文献对三电平逆变器的研究现状有了系统的认识。深入研究了三电平逆变器的基本结构、SPWM控制策略、SVPWM控制策略、中点电位平衡问题和控制策略仿真的实现。 本文主要从以下几个方面对三电平逆变器系统进行了分析和研究： (1)详细分析了三电平NPC逆变器的拓扑结构,解析了主电路的工作原理、控制要求。为三电平NPC变换器的时域和频域模型深入研究,建立了在ABC静止坐标系下的高频数学模型和在DQ旋转坐标系下的高频数学模型,并找出中点电位不平衡的原因。 (2)讨论了三电平NPC逆变器的SPWM控制方法及基于SPWM的中点电位平衡的控制方法。SPWM控制方法分为三角载波层叠法和消除特定谐波的PWM控制方法：前者简单,便于理解,且在两电平中已经有了比较成熟的应用；后者较为复杂,适合高性能要求场合使用。分析基于零序电压注入的中点电位平衡控制方法,解析在理想情况中点电位平衡原理及其修正的方法和实用零序电压的算法。 (3)分析了SVPWM的基本原理和实现步骤,并对三电平SVPWM调制的三种方法进行了详细的解析。深入分析了各个空间矢量对中点电位的影响,提出了基于小矢量和中矢量的各种不同的中点电位平衡控制方法。通过对SPWM控制方法和SVPWM控制方法的比较,找出了载波PWM与SVPWM的本质的联系。 (4)采用Matlab/simulink分别对三电平逆变器的SPWM控制方法和SVPWM控制方法进行了仿真。对SPWM控制方法,分别对同相载波和反相载波调制进行了仿真,并对仿真结果进行了有效的比较。对SVPWM控制方法,根据空间矢量PWM的实现步骤,详细分析了三电平SVPWM的实现过程,给出各个步骤的仿真结果及最后仿真结果。通过同相载波的开关频率优化法对三电平逆变器转差率控制的异步电动机的矢量控制系统进行仿真,电机在增加负载前和增加负载后都能保证恒定转速,证明该方法的有效性。