在多电平变流器中,三电平中点箝位型(Neutral Point Clamped,NPC)变流器因其高输出功率,低器件应力和低输出波形失真而得到广泛应用。调制策略及直流侧中点电位控制策略是三电平NPC变流器研究的重点与难点,双调制波载波调制(Double Modulation Wave Carrier-Based Pulse Width Modulation,DMWPWM)策略可实现全调制度、全功率因数范围内的中点电位平衡,但其存在器件开关频率过高、系统效率较低等缺点。针对DMWPWM策略的不足,本文以三电平NPC变流器为研究对象,以DMWPWM策略为基础,以效率优化和中点电位闭环控制为研究内容,主要包括;三电平NPC变流器的新型调制策略、效率优化调制策略及改进策略、中点电位控制策略研究,具体研究内容有:首先,提出了三电平NPC变流器的新型调制策略,以三相正弦电压为一组调制波,通过不同零序电压占空比选择另外一组调制波,保证三电平NPC变流器的中点电位平衡,并在不同占空比范围内推导出新型调制策略调制波的解析式。其次,提出了三电平NPC变流器的效率优化调制策略,通过引入奇数周期DMWPWM策略+偶数周期DMWPWM策略构成效率优化调制策略,使调制波尽可能为其最值的方式来降低系统开关损耗,由此推导出效率优化调制策略调制波的解析解,并通过在不同范围内注入不同零序电压,推导出改进效率优化策略调制波的解析式。最后,针对效率优化调制策略无法抑制由非调制因素引起的直流电容电压波动和偏移问题,通过引入中点电位模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)实时选择不同组调制波,实现了效率优化调制策略的直流电容电压闭环控制。通过仿真与实验证明,所提出的新型调制策略可达到调制及平衡直流电容电压的目的;效率优化及改进调制策略与DMWPWM策略相比,可提高系统效率同时兼顾中点电位平衡;中点电位模型预测控制可抑制由非调制因素引起的效率优化调制策略直流电容电压波动和不平衡问题。