随着永磁同步电机系统功率等级的提升,传统功率器件组成的拓扑结构已无法满足高电压、大功率应用场合。在实际工程中,多重化变流技术被广大学者所认可。多重化变流技术是指通过串联或者并联等方式将多个已有拓扑结构进行组合,从而得到新型拓扑结构的技术。当以一定功率等级下的拓扑结构,并采用多重化变流技术进行组合时,系统整体的功率等级可得到大幅提高,从而满足高电压、大功率应用场合的需求。本文围绕一种以传统两电平六开关电压源型变流器(Voltage Source Converter,简称VSC)为基本功率单元,采用线电压级联的方式,组合而成的三重化线电压级联型变流器开展研究工作。根据其结构特点,对该种变流器的工作原理进行了分析,采用集成控制思想,构建了传输功率均衡与不均衡时等效开关电路模型。此外,对传统载波移相调制方式造成的交流侧线电压尖峰较大的问题进行分析,根据拓扑结构特点提出了一种新型载波移相空间矢量调制策略,以减少交流侧线电压尖峰。在控制算法方面,本文通过分析传统定频模型预测电流控制与传统比例谐振控制(Proportional Resonant,简称PR)各自存在的优缺点,并将两种控制算法的优点进行结合,根据钟型曲线中高斯分布函数设计一种动态变权重新型定频模型预测电流控制实现两种算法平滑转换,同时削弱了直流侧母线电压中二倍频波动对控制器性能的影响,保证了控制系统在动、稳态过程中均具有良好的性能。由于新型定频模型预测电流控制仍然采用集成控制的思想,在系统传输功率不均衡工况下,同样会发生直流侧电容电压不均等,以及交流侧三相输入电流不对称等问题。为此,结合新型调制方式的特点,提出一种内环补偿控制方法以解决传输功率不均衡下存在的问题。同时,在以比例积分(Proportional Integral,简称PI)控制器作为电压外环控制器的三重化变流器控制系统中,PI控制器虽然能使系统获得良好的稳态性能,但在动态过程中PI具有一定的滞后性。故此当负载发生变化时,三组直流侧电压会发生较大的波动。为解决此问题,本文在电压、电流双闭环基础下引入负载电流前馈补偿环节,以减小负载变化对直流侧电压的影响。最后,搭建了实验平台进行算法验证。实验结果表明,所提控制策略正确且有效。