交流传动是我国铁道牵引动力发展的一个重要方向,交一直一交变流器包括四象限整流器环节、中间直流环节和三相逆变器环节。交一直一交型动车组系统的原理是:先将从接触网获得的单相交流高电压经变压器降压后,再经整流器变换为平稳的直流电压,直流电压经逆变器变换为三相交流电压,供给机车轮对上的牵引电机。数学模型是对动车组三电平变流器系统进行研究的理论基础,本文建立了单相三电平整流器主电路的数学模型,三电平逆变器的开关模型,异步电机模型,三相异步电机在静止坐标系及同步旋转坐标系下的数学模型,三电平逆变器与异步电机的统一数学模型,数学模型的建立对基于该三电平拓扑的各种控制策略和仿真研究打下了基础。本文对动车组三电平牵引变流器的基本原理进行了详尽的分析。对单相四象限变流器给出了瞬态电流控制方法和SPWM方法,并对用于三电平整流器的SPWM原理进行了详细分析,对三电平逆变器提出了空间矢量PWM控制算法及中点电压平衡控制算法。最后,本文利用MATLAB/SIMULINK的软件平台,建立了三电平变流器系统的仿真模型。对单相三电平整流器仿真模型,三电平逆变器SVPWM仿真模型进行了仿真研究,并得到了仿真结果,验证了控制方法的准确性。