由于传统的多频多负载无线电能传输系统（MFML-WPT）多采用半桥或者全桥逆变器的结构，所输出的THD较高，且目前在大多数MFML-WPT的分析中，均忽略了谐波对系统的干扰。为了减小逆变器输出的谐波对系统的影响，本文提出了一种基于级联H桥多电平逆变器的多频多负载无线电能传输系统。首先，由数学公式表达出级联H桥多电平逆变器产生多电平的方式；然后考虑了谐波存在对MFML-WPT的输出效率的影响，推导出考虑了谐波损耗的系统效率模型；接着基于载波同向层叠（IPD-PWM）调制技术，提出了一种利用复合调制波实现级联H桥逆变器的多频能量输出方法；最后，通过与传统半桥和全桥逆变器进行仿真对比，比较了几种逆变器在MFML-WPT系统中接收侧的输出谐波含量，验证了将级联H桥多电平逆变器应用在MFML-WPT系统中具有提高系统效率、增强设备用能质量的优势。