交直交中点箝位(NPC)三电平拓扑是目前中压大功率领域常用的一种变频器结构,脉宽调制是其控制技术的核心。有源中点箝位(ANPC)三电平拓扑在其基础上改用功率器件进行箝位,换流方式灵活,器件功率损耗均衡,未来应用前景广阔。本文以ANPC交直交三电平变频器为研究对象,通过理论分析、数学模型推导、软件仿真、实验检验等研究方法,对其拓扑结构、空间矢量调制、特定次谐波消除脉宽调制、分段同步调制策略、切换时刻冲击电流等问题进行了深入研究。针对ANPC三电平拓扑,本文对比NPC拓扑,从单相桥臂出发,剖析了负载电流不同换流方式下在拓扑内部的流通路径以及功率器件的通断情况,建立了逆变拓扑三种不同坐标系下的数学模型。针对三电平空间矢量调制算法,本文提出了基于辅助判断函数的角度法判断参考矢量所在扇区,对不同调制比下的P/N型小矢量首发七段式SVPWM调制进行仿真分析,并以四段式为单元分析了三电平七段式SVPWM相电压不发生跳变的原因。针对三电平特定次谐波消除算法,本文建立了三电平1/4周期对称SHEPWM的数学模型,并基于SHEPWM调制提出了一种适用于牵引负荷的分段同步调制策略,通过多组解拼接的方式避开不满足最小脉宽条件的区间,并对算法进行仿真验证。针对三电平变频器冲击负荷应用场合,本文比较了三电平拓扑常用的三种PWM调制方式的优缺点,从输出功率角度出发阐释了IGCT工作频率选取区间的原因,接着对切换时刻进行研究,基于异步电机简化模型对电路进行RL一阶全响应分析,从电机磁链的角度出发,提出了一种简单有效的角度补偿方式来消除电流冲击,并进行仿真和实验验证。