随着人们节能环保意思的加强，变频器的应用越来越普及，但我国电机驱动系统能源利用率却非常低，尤其在高压电机领域，基本上比国外平均水平低30％，在国内推广高压电机的变频调速逐渐得到了国家的重视。功率单元级联型高压变频器由于其高可靠性和完美的输出波形在高压变频领域得到了广泛的应用。 本文对功率单元级联型高压变频器进行了全面系统的研究，重点研究了基于空间矢量的错时采样PWM调制技术、共模电压抑制技术和中性点偏移技术以及产品的工程设计。全文主要内容有： (1)分析了各种多电平PWM调制技术，比较各类调制技术的特点和优劣。针对级联型多电平的拓扑结构，类比载波移相PWM(CPS-PWM)，将两电平和三电平SVM通过错时采样，平滑地引入了级联型拓扑结构，并提出了2种适用的三电平简化SVM具体调制技术。 (2)针对高压变频器的共模电压问题，研究并提出了适用于级联型拓扑结构的2种共模电压抑制的PWM调制算法。2种算法都是通过错时采样的两电平SVM和三电平SVM，即相差2π/3的两电平STS-SVM，以及只挑选7种共模电压为0的三电平空间矢量参加调制的三电平STS-SVM。2种调制方式可完全抑制共模电压，并且相对于非共模电压抑制型PWM，电压利用率仅下降约13.4％。 (3)对于故障单元旁路，提出基于两电平SVM和三电平SVM的中性点偏移控制技术，并与基于CPS-SPWM的实现方式做了分析比较。针对轻载情况下中性点偏移控制下的有功回馈以及采样间隔和最小采样间隔等问题进行了分析，分析并提出了旁路容错技术的调制比和频率的调整要求，并就此提出了“只旁路故障单元”的容错技术。 (4)针对首台高压变频器的示范项目，第五章从主电路、控制系统和产品特色三方面进行了进行工程化设计，完成了一套10kV/700kVA的产品样机：IGBT为主要功率器件，8串，48脉波整流，DSP+FPGA主控平台。硬件设计主要包括功率单元设计、主控制器系统、功率单元控制系统、模拟量和开关量、触摸屏等的设计：软件设计错位移相SPWM脉冲设计、FPGA多路脉冲实时产生设计、主控制器和上位机实时通信设计、液晶面板多画面实时状态显示设计等。 最后，给出了低压空载实验，用于验证文中提出的调制技术和控制的有效性；高压带载实验主要用于验证样机用于U/f变频调速的可行性和可靠性。实验的各项测试结果基本都达到了预期的设计目标，为级联型高压变频器在现场的运行和今后的研究打下了良好的基础。