采用新型的高压大功率开关器件和多电平拓扑结构是实现中高压大容量变流器的有效途径。论文以基于集成门极换向晶闸管(IGCT)的大功率三电平二极管中点箝位(NPC)变流器为研究对象,对IGCT器件的开关特性、IGCT三电平NPC变流器的主电路、变流器的桥臂直通故障进行了深入研究。　　 本文依据IGCT器件的外部特性建立了一种功能模型,单管的开关特性仿真和试验结果的一致性验证了此模型的准确性。文中进一步研究了缓冲吸收电路元件参数和线路中杂散电感对IGCT器件关断特性的影响,在此基础上提出了IGCT变流器的基本设计原则,确立了一种功率模块结构。　　 本文提出了IGCT三电平NPC变流器的缓冲吸收电路的参数设计方法。文中还分析了三电平NPC变流器中存在的箝位失败的隐患,提出了一种消除此隐患的方法；文中还比较了不同拓扑结构的变流器的运行性能。　　 本文分析了变流器的桥臂直通故障,比较了变流器采用每相有单独的缓冲吸收电路和三相共用缓冲吸收电感两种拓扑结构采用三相全部导通分流的保护方式时的优劣,研究结果表明采用共用缓冲吸收电感的拓扑结构在此种保护方式中更有利。文中仿真研究了目前国际上提出的几种IGCT桥臂直通故障保护方案的可行性,提出了一种桥臂直通故障的检测方案。　　 最后本文介绍了一套7.5MVA IGCT三电平NPC变流器的研制。该变流器的成功投入运行验证了文中部分理论和方法的可行。