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龙图腾网获悉中南大学申请的专利一种结温导向的三电平NPC逆变器改进的模型预测控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115995992B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211633532.X，技术领域涉及：H02M7/487；该发明授权一种结温导向的三电平NPC逆变器改进的模型预测控制方法是由向超群;杜京润;伍珣;李佳怡;席振;范子寅设计研发完成，并于2022-12-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种结温导向的三电平NPC逆变器改进的模型预测控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种结温导向的三电平NPC逆变器改进的模型预测控制方法，包括以下步骤：测取当前采样时刻负载电流测量和电容电压值，测取当前采样时刻的每相开关状态；利用当前采样时刻的负载电流测量值预测下一时刻的参考电压矢量，并根据该参考电压矢量判断其所处的扇区：在判断得到的参考电压矢量所处扇区对应的备选矢量集中，依次对七个电压矢量进行如下的迭代计算，以得到当前采样时刻的最优化矢量。本发明通过在三电平NPC逆变器阻感负载上应用改进的模型预测电流控制策略，保证了中点电压平衡效果及其他控制性能的同时，降低并均衡了逆变器功率器件结温，提高了逆变器寿命。

本发明授权一种结温导向的三电平NPC逆变器改进的模型预测控制方法在权利要求书中公布了：1.一种结温导向的三电平NPC逆变器改进的模型预测控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 步骤A1：测取当前采样时刻k的负载电流测量值ik和电容电压值Uc1k和Uc2k，测取当前采样时刻k的每相的开关状态SA、SB和SC； 步骤A2：利用当前采样时刻k的负载电流测量值ik预测下一时刻k+1的参考电压矢量v*k+1，并根据该参考电压矢量v*k+1判断其所处的扇区： 所述扇区是根据以下方式对电压矢量扇区进行的划分：在α-β坐标系下，以α轴为起点，沿逆时针方向将电压矢量扇区以30°为间隔划分为12个扇区，各扇区依次命名为第1扇区～第12扇区，每个扇区对应的备选矢量集中有七个电压矢量； 然后，将参考电压矢量v*k+1分解在α-β坐标系下，通过计算该参考电压矢量v*k+1与α轴的夹角，进而判断出该参考电压矢量v*k+1所处的扇区； 步骤A3：在步骤A2判断得到的参考电压矢量v*k+1所处扇区对应的备选矢量集中，依次对七个电压矢量进行如下的迭代计算，以得到当前采样时刻k的最优化矢量： A3-1：首先利用当前时刻k的负载电流测量值ik和每个电压矢量预测下一时刻k+1的负载电流值ipk+1； A3-2：然后利用当前时刻k的电容电压值Uc1k、Uc2k以及每相的开关状态SA、SB和SC预测下一时刻k+1的中点电位ΔUck+1； A3-3：在代价函数中，动态判断功率器件在下一时刻相对于当前时刻处于开关状态还是导通状态，并在对应状态加入降低对应功率损耗的因子，得到综合考虑了电流控制、中点电位平衡控制及降低功率器件损耗的最终代价函数； A3-4：将步骤A3-1预测得到的下一时刻k+1的负载电流值ipk+1和步骤A-2预测得到的下一时刻k+1的中点电位ΔUck+1代入最终代价函数，计算每个电压矢量对应的g值； A3-5：比较并确定所有g值中的最小值，将最小g值对应的电压矢量作为当前采样时刻k的最优化矢量vopt； 所述步骤A3-3中，最终代价函数为： 式中，表示参考电流实部，表示参考电流虚部，表示预测电流实部，表示预测电流虚部，表示控制中点电位平衡的权重系数，ΔUc表示两电容电压差值，gA、gB和gC分别表示A相、B相和C相的损耗代价函数，这三个损耗代价函数的形式相同； A相的损耗代价函数为： gA＝2λconPcon+ia04Sak＝＝-1Sai＝＝1+3Sak＝＝-1Sai＝＝0+Sak＝＝1Sai＝＝0λswPsw+2ia0Sak＝＝0Sai＝＝1+Sak＝＝1Sai＝＝-1+Sak＝＝0Sai＝＝-1λswPsw+ia04Sak＝＝1Sai＝＝-1+3Sak＝＝1Sai＝＝0+Sak＝＝-1Sai＝＝0λswPsw+2ia0Sak＝＝0Sai＝＝1+Sak＝＝-1Sai＝＝1+Sak＝＝0Sai＝＝—1λswPsw 式中，Pcon表示功率器件的导通损耗，λcon表示导通损耗因子的权重系数，Psw表示功率器件的开关损耗，λsw表示开关损耗因子的权重系数；Sak表示k时刻A相的开关状态；Sai表示第i个电压矢量对应的A相开关状态。

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