本课题以单元级联式中高压变频器为研究对象。首先,将“电力电子基本单元”这一概念加以推广,通过对对称全桥逆变电路构造方法的分析,提出了一类非对称全桥逆变电路新型拓扑结构,并进一步讨论了这两种类型拓扑结构的组合方式。在此基础上,给出了一种新型的四电平非对称全桥逆变电路拓扑,详细分析了这种新型级联式逆变器的工作原理和换流模式。根据新型拓扑的特点,提出了具有针对性的SHEPWM控制算法,最后给出了Matlab仿真波形。与以往的多电平逆变器相比,新型拓扑的一个明显的优势在于在不减少输出电平数的同时减少所用开关元器件的数量,从而有效减少系统损耗,提高效率。而针对性的SHEPWM算法能在保持较低开关频率的前提下使得输出波形最优化,而且在器件选型方面也能进一步优化,从而能保证这种系统在大功率应用场合中的高效优势更为突出。其次,针对传统变频器的整流侧由于采用二极管和大容量电容器,使得功率因数较低,产生大量的谐波注入电网的问题,本文进行了在变频器的输入端加入有源功率因数校正电路APFC的研究。通过建模仿真得出结论:加入APFC电路后大大减少了对电网的谐波污染,很好地改善了变频器的工作性能。最后,本文给出了系统的硬件设计,对中高压变频器的深入研究具有借鉴意义。