三电平有源中点钳位变换器(ANPC)具有三相输出的电压谐波畸变率低、开关器件耐压值小与功率密度高等优势,降低了变换器的成本和设备的体积。目前被广泛用在中高压大功率设备中。本文针对传统的模型预测控制算法作用于三电平ANPC时,每个开关周期滚动优化都要计算全部的电压矢量,导致控制器的计算量大,针对该问题进行研究。论文的主要内容有:1.简述了三电平ANPC变换器的工作原理,构建了三电平ANPC变换器与空间电压矢量数学模型,并且对该模型进行了离散化。2.阐述了课题组搭建了基于DSP+CPLD控制单元的多电平ANPC变换器实验平台,本文提出两种改进的模型预测控制方法都是在此实验平台上验证的。3.三电平ANPC变换器传统模型预测算法每滚动一次就要计算27个电压矢量,从中选择一个最优解,这样就需要占有控制器很大的资源并且程序执行时间长。针对这个的不足提出一种改进的模型预测算法控制。结合虚拟空间矢量的算法,从而让有限控制集内的27个电压矢量减少到21个电压矢量,减少了每次滚动优化的矢量个数,最终提高计算的速度的同时减少对控制器资源的消耗,提高效率。此算法通过了仿真和试验的验证。4.在前面的基础上提出另一种更快速的模型预测控制策略,此方法分两步预测,第一步根据价值函数代入6个正小矢量计算,从中选择一个价值函数最小的;第二步根据第一步计算出价值函数最小的正小矢量,计算以该正小矢量为中心的四边形内所有的矢量价值函数,最终选择一个最小的值作为输出矢量,这样大幅度的降低计算量,提高计算效率。此算法通过了仿真和试验的验证。