如今，交流电力驱动正向着中高压大功率的领域发展，而电力变换器也成为了交流调速电力驱动系统不可或缺的一部分。多相交流电力拖动系统有着传统三相系统无法比拟的优势，如在电压受限的场合传输更大的功率、更低的转矩脉动和更强的容错能力等。多电平技术使运用中低压器件实现高压大功率运行成为可能，并改善电力变换器的输出波形。间接式矩阵式变换器能灵活高效地实现交-交变换，是电力变换器中极具发展潜力的一员。本课题以五相三电平间接式矩阵变换器作为典型，研究多相多电平技术在矩阵变换器上的应用，对丰富电力变换器理论具有重要的意义。首先研究了间接式矩阵变换器的整流级及其控制策略，其次研究五相三电平电压源逆变器的二极管箝位式拓扑结构，再次提出了简化的五相三电平电压源逆变器的拓扑结构，最后得到五相三电平间接式矩阵变换器的拓扑结构。从控制的简便性以及实现的成本方面考虑，本文以简化的拓扑结构为研究对象。针对简化结构的五相三电平电压源逆变器，分析了基波空间和三次谐波空间的基本矢量的分布状况，精简地选取了基本合成矢量，并提出了最近三矢量的空间矢量调制算法。从消除三次谐波空间参考矢量的目的出发，又提出了最近四矢量的空间矢量调制策略。考虑了逆变器的中点电位平衡问题，通过调节冗余矢量的作用时间，使逆变器具有平衡中点电位的功能。研究了简化结构的五相三电平间接式矩阵变换器的调制策略。整流级采用使输出直流电压最大的调制算法，逆变级沿用前述逆变器的空间矢量调制算法。为解决波动的直流侧电压导致基本空间矢量幅值不固定的问题，通过假设虚拟矢量的方式，将幅值有波动的矢量等效为幅值和相角均固定的矢量。最后研究了矩阵变换器的整流级和逆变级的协同调制策略，包括零电流换流和非零电流换流两种方式。搭建了基于DSP和CPLD控制核心的实验平台，完成了整流级实验、五相三电平逆变器和间接式矩阵变换器的实验。仿真和实验结果均证明了所提拓扑的可行性与调制策略的有效性。