现今，多电平技术逐渐成为中高压大功率传动的主流技术。在现有的技术下，人们已经能较为有成效的实现高性能的大功率中高压传动。但是仍然存在不少问题，二极管钳位型和飞跨电容型多电平变流器大都只有三电平五点平的产品难以满足国内6KV、10KV甚至更高的电压等级要求。级联型高压变频器虽然通过一定数目单元子模块的级联可达到任意等级的电压，但是由于其没有公共的直流母线不能方便的进行能量的双向流动，所以很难被应用于需要四象限运行的高性能高压变频器系统。如果级联型高压变频器要应用于高性能的传动系统则需要对级联单元的不可控整流替换为可控的PWM整流器，这大大增加系统的复杂性，同时仍然不能避免主电路前端的工频变压器将电网电压调整至合适的电压值。基于以上原因，本文在查阅了国内外大量的文献的基础上提出了一种新型的基于模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter，MMC)的高性能的高压变频器系统，该方案在国外和国内研究的人较少，具有创新性和前瞻性。模块化多电平变流器是近年来兴起的一种多电平结构，该结构与级联型多电平变流器结构相似，都是通过一定的模块级联而来，不同的是模块化多电平子模块能量来自直流母线，故采用背靠背结构就能形成可四象限运行的高压变频器系统。本文从以下几个方面阐述该新型高压变频器系统。1）本文介绍了模块化多电平的拓扑结构以及基本的工作原理，其中包括半桥型模块化多电平结构和全桥型模块化多电平结构，并详细探讨了半桥以及全桥结构的各种工作状态。而后介绍了模块化多电平变流器的调制算法。2）引入了模块化多电平的电气模型，在模块化多电平电气模型的基础上进一步建立其数学模型，从数学模型出发，提出了一种模块化多电平变流器直流母线电压平衡的策略。3）为了获得一种高性能的高压变频器系统方案，本文将PWM整流算法以及感应电机的矢量控制算法与模块化多电平变流器进行了融合。4）结合本文所提出的新型高性能高压变频器系统方案，搭建了相应的MATLAB仿真模型，对模块化多电平的基本调制算法、电压平衡策略、PWM整流控制策略以及感应电机的控制策略进行了仿真。仿真结果表明该方案的在理论上的可行性。