近年来,随着工业的发展,中高压大功率交流调速设备大量应用于工业生产场合。相对于两电平而言,三电平变频器具有输出电压谐波少、输出电压等级高、输出电压更接近正弦波、能够满足中压大功率输出等特点,同时能够优化现场运行工艺、提高生产效率,被大量应用于中压大功率交流调速场合。因此,研究三电平变频器有重要的实际应用意义。本课题针对二极管箝位型三电平变频器的一些关键性技术进行了系统的研究,主要内容描述如下。三电平变频器相对于两电平而言,功率器件个数增加了一倍,这也提高了系统的故障率。因此,如何保证调速系统稳定运行便成为了一个重要研究的问题。本文针对三电平大功率变频器,通过理论分析和仿真研究,详细分析了主电路中的各个功率器件在开路故障时的电路工作情况、故障典型特征及具体表现形式,并根据开路故障时输出相电压的典型波形特征总结出了故障诊断规则。根据所总结的故障诊断规则,能够很好的判断出变频器的故障类型。故障类型的准确判定为下一步的故障排除和不停机运行提供了基础。中点电位不平衡是三电平变频器的固有问题,解决这一固有问题对提高三电平变频器稳定性、改善系统工作性能具有重大意义。本文首先对三电平中点电位不平衡进行了理论分析,并分析了三电平变频器各个开关状态对中点电位的影响。根据三电平变频器各个开关状态对中点电位的影响,基于零序电压注入原理,提出了一种简单的中点电位平衡控制方法。并给出了零序电压的选择原则,同时文中还对空间电压矢量对中点点位的影响进行了分析。该方法具有计算简单,鲁棒性强的特点,实验和仿真结果验证了该方法的有效性。为了实现变频器的易于操作性和控制界面的友好性,基于MODBUS防议实现了触摸屏与三电平变频器的实时通讯。运用C语言编写了MODBUS通讯程序,并根据所选用的触摸屏编写了界面控制程序。通过触摸屏可以很好的控制变频器的运行状态和更改变频器的工作参数,并实时反映变频器的工作状态。为验证以上结果,本文设计并构建了一套690V／630kW三相二极管箝位型三电平变频器实验平台,给出了主回路器件的选择方法。最后,基于此三电平实验平台对所研究的内容进行了验证性实验。相关的实验结果证明了研究结论的正确性和有效性。