模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）具有输出电压低谐波畸变率、易于拓展及冗余设计、含公共直流母线等优势,在中压电机驱动领域具有较好的前景。然而,MMC存在子模块电容电压波动的问题,此问题在电机低速运行时尤其严重,需要较大容值的电容进行吸收,这使得整个系统的功率密度明显降低。为了减小MMC子模块电容体积,本文提出了一种轻量化MMC（lightweight MMC,LW-MMC）电机驱动系统方案,并对其进行了研究。首先,对MMC电机驱动系统的子模块电容约束进行了分析。建立了MMC的基本数学模型,在电机全转速范围内,对MMC子模块电容约束与各参数之间的关系进行了定性分析。经过进一步分析,得出了子模块波动电流是电容电压波动的直接原因,并依据波动电流的三相对称性得到了波动电流耦合方案,可实现子模块电容电压波动的抑制。其次,介绍了所提出的轻量化MMC电机驱动系统,并对此系统的工作原理与特性进行了分析。详细介绍了LW-MMC的拓扑结构和附加高频链电路的同步控制原理,对同步控制下的电路阻抗模型进行了分析,并通过进一步分析得出了LW-MMC的子模块电容约束降低的结论。对传统MMC电机驱动系统和LW-MMC电机驱动系统进行对比,经过评估证实了LW-MMC的轻量化效果,并进一步分析了LW-MMC的共模电压抑制和电机起动特性优化性能。然后,对LW-MMC电机驱动系统的损耗分布情况进行了分析。建立了MMC和附加高频链电路的损耗模型,对传统MMC和LW-MMC的系统效率进行了对比评估,为了进一步优化LW-MMC系统,提出了一种对附加高频链电路进行改善的谐振式优化方案,并验证了其有效性。最后,进行了LW-MMC电机驱动系统的实验验证。介绍了LW-MMC电机驱动系统实验平台的硬件设计与软件设计方案,通过实验结果证实了LW-MMC电机驱动系统的电容轻量化优势。