多电平逆变器已被广泛应用于大功率矿用提升机、风机、压缩机、传送带等场合，随着工矿企业对电机驱动设备高功率因数、低开关损耗、低谐波含量的要求不断提高，各种多电平逆变器拓扑应运而生。有源中点钳位型（ANPC）五电平逆变器因其具有无需移相变压器和钳位二极管，每相只有一个悬浮电容，直流母线只有一个中点电位等优点，越来越受到学术界和工业界的关注。在分析了ANPC五电平逆变器工作原理的基础上，首先对ANPC五电平逆变器的SHEPWM技术进行了深入研究。采用新颖的全局最优粒子群优化算法，通过调试种群大小、惯性权重、加速度系数等参数，高效搜索出了开关角非线性超越方程组的解，并针对不同的调制度范围分别设计了不同的逆变器输出相电压波形。采用电压滞环控制策略平衡悬浮电容电压，并通过调节悬浮电容电压滞环阈值大小，影响中点电位的自平衡能力，以实现对中点电位的平衡控制。仿真结果表明，该滞环控制策略需要针对不同的调制度调试出合适的阈值大小，在保证中点电位平衡的前提下尽量降低开关频率，工程应用中具有一定的局限性。为此，进一步研究了ANPC五电平逆变器的SVPWM技术。首先引入物理意义明确的ja-jb-jc虚坐标系，将逆变器输出的零序、非零序电压分量分开控制，简化了矢量序列的选择过程和矢量作用时间的计算。然后分析了ANPC五电平逆变器在512个三相开关组合下形成的10种直流母线电容充放电回路，并分别建立了能够形成各回路的所有空间电压矢量表，进而通过查表掌握125个空间电压矢量对中点电位的影响特性。最后在此基础上提出了基于SVPWM技术的中点电位平衡控制策略，并通过仿真在不同调制度下验证了该策略的有效性。为进一步验证ANPC五电平逆变器的调速特性，分析了永磁同步电机的矢量控制策略，搭建了基于isd=0控制策略的矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明：在SVPWM技术调制下，永磁同步电机输出转矩脉动小，动态响应速度快，本文提出的中点电位平衡控制策略能够在动态条件下有效平衡ANPC五电平逆变器的中点电位。最后，介绍了实验样机硬件平台，着重给出了基于“DSP+双FPGA”的数字控制系统设计方案；并设计了软件程序，对本文研究的几种调制策略进行了实验验证。