在我国,电机系统整体运行效率比较低,尤其在高压电机领域,要比世界平均水平低20%,这导致了大量电能的浪费。随着我国建设节约型社会方针的提出,高压变频技术的发展逐渐得到国家的重视。模块化多电平高压变频器对电网产生的谐波小,具有良好电能质量的输出波形,可靠性高,并且无需对其进行输入滤波和功率补偿,适用于高压变频领域,所以对其的研究具有重要意义。本文以模块化多电平高压变频器为研究对象,分析了其电路拓扑、工作原理、调制算法和控制方法,重点对其无速度传感器矢量控制系统进行了设计分析,具体内容如下：首先,本文阐述了国内外高压变频器的研究现状及发展前景,介绍了模块化多电平高压变频器的电路拓扑和工作原理。在此基础上,对其多载波PWM调制算法进行了研究,比较分析了载波层叠法和载波移相SPWM法两种调制算法,重点介绍了载波移相SPWM调制算法的调制原理及其实现,并通过仿真对它们的输出性能进行了详细分析。仿真结果表明载波移相SPWM调制算法可以提高等效开关频率,降低输出电压谐波,其输出电流正弦度好。其次,本文对转子磁链观测的电压模型、电流模型及改进电压模型的理论进行了研究,分析了电压模型和电流模型的优缺点,并对三种改进电压模型在消除积分初始值误差和抑制直流偏置方面的能力进行了比较分析并进行了仿真验证,结果表明,在消除波形畸变和减少直流分量方面,有限补偿的改进型电压模型磁通观测器具有较好的效果。对于转速辨识,本文分析了模型参考自适应转速辨识法的理论,并进行了仿真验证,结果表明该方法具有良好的性能。最后,本文设计了模块化多电平高压变频器无速度传感器矢量控制系统的方案,并进行了仿真验证。仿真结果表明该系统在负载突变、电机正反转情况下都具有良好的动静态性能。