随着电力电子装置在电力系统、工业、轨道交通上的大量应用，设备产生的无功和谐波也日益严重。电网中的无功和谐波降低了电力设备的可靠性，严重时还可能损坏设备，影响电网的安全运行。我国电网规模超大、距离超长、容量超大，交直流混合输电，多种控制装置混合；这些特点决定了我国的电网将面临着安全、稳定隐患。因此，采用高压大容量的多电平逆变器构成的综合潮流控制器和有源滤波器将是一种有效的治理方法。在这种情况下，多电平逆变器成为当前电力电子技术中的研究热点之一。多电平逆变技术是一门新兴的电能变换技术，还处于发展阶段，需要广大的科研工作者进行大量的研究工作。本文首先对三电平逆变器的研究目的和意义做了较为详细的分析，其次对三电平逆变器的拓扑结构和控制策略进行了比较分析，综合分析本文选择二极管箝位式三电平逆变器作为研究的对象，选择空间矢量算法作为该电路拓扑结构的控制策略。文章对三电平逆变器工作原理进行了详细的分析，建立了三电平空间矢量模型，给出了该模型下的参考矢量判断方法，矢量作用时间的计算方法，矢量作用顺序的优化选择。搭建仿真模型，验证了该算法的正确性。针对该电路直流侧中点电位不平衡问题，提出中点电位平衡的控制算法，并在MATLAB里进行了仿真，针对仿真中的问题不断改善中点电位平衡控制算法，使中点电位维持在合理的范围内。将三电平逆变器应用到异步电机矢量控制系统中进行了研究，并对仿真结果进行了分析，结果表明异步电机能够达到较好的动态性能。文章最后给出了三电平逆变器系统的硬件设计和软件设计，采用TI公司的DSP2812型号的DSP作为核心控制器，搭建了外围电路，并设计了软件流程图。