随着高压大功率设备在生产、生活中的广泛应用,对逆变器成本、效率和可靠性的要求越来越高。多电平逆变器以其输出电压更接近正弦波、电压和电流谐波含量少、开关器件电压应力小、开关频率低、开关损耗小等优点受到了学者们广泛的关注和研究。首先,论文介绍了多电平逆变器的研究意义、发展历程、研究现状及其应用领域。详细分析了常见的二极管箝位型、飞跨电容箝位型和具有独立直流电源级联型逆变器的拓扑结构、工作原理和优缺点。其次,以二极管箝位型三电平逆变器为例,介绍了载波层叠PWM控制法、开关频率优化法、特定谐波消除法及电压空间矢量脉冲宽度调制法等几种常用PWM控制方法的的基本原理、控制过程及所适用的拓扑结构,并对载波层叠PWM控制法和开关频率优化法的几种实现形式进行了仿真分析。最后,提出了一种新型的三相单边三电平逆变器,其直流侧通过Boost变换器实现三电平供电,逆变部分采用一侧三电平一侧两电平的形式,减少了开关器件的数目,简化了电路结构;分析了该新型逆变器的拓扑结构和工作原理,并设计了适用于该电路结构的五段工作模式空间矢量脉冲宽度调制策略;同时,给出了将特定的零序分量注入单边三电平逆变器的调制波,使其成为平底波的开关频率优化法。这两种调制方法都可以实现逆变器三电平侧的正常调制及两电平侧的低损耗调制。在这两种调制方法下,电路具有相对简单的控制算法而且在简化逆变电路体积的同时仍能实现较低的开关损耗及输出电压、电流较少的谐波含量。在MATLAB/SIMULINK环境下建立模型进行仿真,仿真结果验证了该新型电路的有效性和优越性及其调制方法的正确性和可行性。