近年来，在高压大容量应用场合，多电平逆变器得到了广泛的研究和应用。论文以大容量调速系统为主要应用对象，对多电平逆变器的控制方法及最新一代大功率器件IGCT在多电平逆变器中的应用进行了深入的研究。 多电平PWM算法的研究是具体PWM控制策略设计的基础。为了解决多电平空间矢量调制(SVM)算法设计及实现的复杂性问题，论文提出了基于参考电压分解和零序电压等效的新型多电平SVM算法。参考电压分解的方法将任何电平数目的开关矢量选择问题都简化成二电平SVM算法来解决；基于零序电压等效的SVM波形控制方法简化了开关状态的选择问题，并使其与逆变器性能优化控制问题得到有机结合。在DSP上的实现结果及具体应用实例的仿真结果表明，所提多电平SVM算法设计简单，占用计算时间少，并对电平数目具有通用性。 在对多电平SVM算法的深入研究基础上，论文首次系统地分析并证明了多电平载波调制与SVM之间的等效关系。根据这个等效关系，提出了基于载波移相的多电平SVM方法。由此针对不同拓扑结构及应用场合，形成了一个系统的多电平PWM控制策略体系。论文还进一步对各种多电平PWM策略的谐波性能进行了详细的分析及比较，为具体控制策略的选择与设计提供了理论上的指导。 针对三电平NPC逆变器的中点电位平衡控制问题，论文建立了基于零序电压注入的中点电位平衡控制模型，提出了所需注入零序电压的准确解析计算方法，并在此基础上提出了“预估－校验－修正”的实时控制算法。分析了中点电位平衡控制所受的限制，及由此决定的中点电位完全可控区域。仿真结果表明所提算法是正确且有效的。定义并计算了三电平NPC逆变器的直流电压波动系数，并由此提出了直流电容参数的优化设计方法。 集成门极换向晶闸管(IGCT)是最新一代的大功率开关器件。论文对IGCT的串联设计及其试验进行了分析，表明RC箝位电路可以有效地解决IGCT串联的动态均压问题。详细分析了IGCT串联运行时，RC电路对NPC逆变器换流过程的影响，并提出了相应的死区效应电压的正确计算与补偿方法。针对NPC逆变器桥臂直通短路故障，论文还提出了一种新的IGCT过电流保护方案。 论文作者负责多电平逆变器的主电路及其控制策略的设计，参与了基于IGCT串联的6kV/1800kVA三电平NPC逆变器调速装置工业样机的研制，试验结果表明样机的研制是成功的。