逆变器是将直流电转换成交流电的功率变换装置，而逆变技术就是研究逆变电路的理论和应用方法的一门科学。作为电力电子技术中一个最重要的组成部分，逆变技术在新能源发电、交流电力传动、不间断电源、有源滤波器、电网无功补偿装置等领域均有广泛的应用。传统的逆变器由于输出的PWM脉冲波的电平数很少，因此存在很高的电压变化率和共模电压，对电机绕组绝缘构成了威胁；而且波形谐波含量较大，使得输出滤波器的设计更加复杂。为了解决这些问题，人们发展了多电平逆变器。 所谓多电平逆变器，就是采用多个直流源和电力电子器件经过特定的拓扑变换，控制不同的直流源串联输出，将直流源转换成不同幅值的多电平输出交流源的功率变换装置。这种逆变器在高压大容量电力电子系统发展迅速，并已经得到了大量应用。成为电力电子领域新的研究热点。 论文从拓扑和控制两个方面分别对多电平逆变器进行研究，将“电力电子基本拓扑基本单元”这一概念加以扩展，提出了多电平基本单元的概念，并在此基础上得到了两类新型多电平逆变主电路拓扑。根据这两类拓扑的特点，本文提出了具有针对性的特定谐波消除控制算法，以便对这种新型拓扑进行有效控制。接着完成了其中一种典型拓扑的单相和三相系统仿真，并进行了硬件系统设计和软件编制。最后给出了这种拓扑的单相硬件实验结果。得出了这类拓扑在适当的控制下能够正常的工作，针对性的SHEPWM算法能够对这类拓扑进行有效控制这一结论。具体内容主要是： 分析了二极管箝位、电容箝位、级联型和层叠式多电平逆变电路的工作原理和优缺点。提出了对称全桥和非对称全桥逆变电路两类新型多电平逆变电路，讨论了采用这两类新型多电平逆变电路构成组合式多相逆变电路的方法，并分析了电路工作原理。与传统拓扑结构比较，新型多电平逆变电路具有简化电路、提高效率的优点。 分析了多电平载波PWM和空间矢量PWM控制技术，着重研究了常规的三电平SHEPWM控制原理，在此基础上提出了针对非对称全桥拓扑的SHEPWM控制方法。 利用MATLAB对非对称全桥电路中的典型拓扑AFB2-4进行单相和三相系统的仿真，得到了较好的仿真结果。 设计了AFB2-4逆变器单相系统。硬件部分完成了缓冲电路、驱动电路和主电路的设计；软件部分实现了基于TMS320LF2407A DSP的SHEPWM控制算法。 对系统进行了联合调试，得出了实验结果，验证了电路可行性和控制的有效性。