CN103117669B - 三电平滞环电流跟踪逆变器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三电平滞环电流跟踪逆变器及其控制方法。其三电平逆变桥输出端串联电感器后作为三电平滞环电流跟踪逆变器的输出端，各电压检测单元分别检测三电平逆变桥的零电平支撑点与逆变器三相输出端之间的电压，检测结果分别送入各驱动控制单元，电流检测单元检测逆变器的三相输出电流，检测结果分别送入各滞环比较单元，三相指令电流信号分别送入各滞环比较单元和各驱动控制单元，各滞环比较单元的输出端接对应的驱动控制单元，各驱动控制单元输出端接对应的驱动单元，各驱动单元的输出端接三电平逆变桥的驱动信号输入端。所述装置及其控制方法能够对三电平逆变器的输出电流进行滞环跟踪控制，具有跟踪精度高、速度快、实时性好等优点。

Description

三电平滞环电流跟踪逆变器及其控制方法

技术领域

本发明属于并网逆变器技术领域，尤其涉及一种三电平滞环电流跟踪逆变器及其控制方法。

背景技术

逆变器的输出电流控制方法有线性PWM控制、单周控制、滞环电流跟踪控制等多种，其中滞环电流跟踪控制方法具有电流跟踪速度快、鲁棒性好、结构简单等优点，在对电流跟踪速度要求较高的场合常被选用。但是，滞环电流跟踪控制方法通常仅适用于两电平逆变器。随着功率电子技术的发展和三电平IGBT功率模块的出现，三电平逆变器得到日益广泛的重视和应用。与两电平逆变器相比，三电平逆变器具有输出纹波电流小、效率高、适用于更高系统电压等优点。三电平逆变桥的输出有正电平、零电平和负电平三种状态，常规的二态滞环跟踪控制方法不能适用。有关研究文献中提出了几种三态滞环跟踪控制方法，其中一类是将输出电压的极性作为附加判定条件构建三态输出驱动信号，由于原理上存在缺陷，不能准确判知实现正确跟踪所需输出状态，容易发生跟踪失败问题；第二类三态滞环电流跟踪控制方法中，除滞环跟踪误差带上下限外，还需要在误差带内增加新的比较电平，并增加三电平逆变桥中半导体功率器件开关次数，从而导致功率器件开关应力及损耗增加、电磁干扰增加；第三类三态滞环电流跟踪控制方法则是通过引进由时钟脉冲控制的时序电路，与滞环比较器结合完成三态控制，存在跟踪滞后，实时性变差的问题。公知的三电平逆变器滞环电流跟踪控制方法，由于存在各种缺陷，使得滞环跟踪控制方法的优势在三电平逆变器中难以得到充分发挥。

发明内容

本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种能够充分发挥滞环跟踪控制方法优势的三电平滞环电流跟踪逆变器及其控制方法。

为实现此目的，本发明采用如下技术方案：

一种三电平滞环电流跟踪逆变器，它包括三电平逆变桥，三电平逆变桥的输出端串联电感器后作为三电平滞环电流跟踪逆变器输出端；

电流采集装置和电压采集装置至少采集三电平滞环电流跟踪逆变器输出端中一相的电流瞬时值以及该相输出端与三电平逆变桥的零电平支撑点Z间的电压瞬时值，并将它们送入相应的电压检测单元和电流检测单元；

电压检测单元将检测到的电压信号送入相应的驱动控制单元；

电流检测单元将检测到的电流信号送入相应的滞环比较单元，滞环比较单元的输出信号送入所述的驱动控制单元；

三相指令电流信号中的至少一相分别送入所述驱动控制单元和滞环比较单元；

所述驱动控制单元与相应的驱动单元连接，驱动单元输出驱动信号送入三电平逆变桥的对应驱动信号输入端，从而使三电平滞环电流跟踪逆变器输出电流准确跟踪指令电流的变化。

所述三电平滞环电流跟踪逆变器输出端为三相输出U、V、W；

电压采集装置和电流采集装置分别采集三相输出端U、V、W分别与三电平逆变桥的零电平支撑点Z间的电压瞬时值和三相输出电流瞬时值信号，并将它们送入相应的三个电压检测单元和一个电流检测单元；

各电压检测单元将检测的电压信号送入相应的三个驱动控制单元；

电流检测单元将检测到的电流信号送入相应的三个滞环比较单元，三个滞环比较单元的输出信号送入所述的三个驱动控制单元；

三相指令电流信号则分别送入三个驱动控制单元和三个滞环比较单元；

三个驱动控制单元分别与相应的驱动单元连接，各驱动单元输出的驱动信号送入三电平逆变桥的对应驱动信号输入端，从而使三电平滞环电流跟踪逆变器输出电流准确跟踪指令电流的变化。

所述驱动控制单元的结构为：

第一RS触发器的Q端作为所述驱动控制单元的⑤端，其R端作为所述驱动控制单元的①端，其S端接第一与门的输出端；

第二RS触发器的Q端作为所述驱动控制单元的⑥端，其R端作为所述驱动控制单元的②端，其S端接第二与门的输出端；

第一与门的一个输入端也作为所述驱动控制单元的②端，另一输入端接第一比较器的输出端；

第二与门的一个输入端也作为所述驱动控制单元的①端，另一输入端接非门的输出端，非门的输入端接第一比较器的输出端；

第一比较器的同相输入端接微分运算单元的输出端，其反相输入端接比例运算单元的输出端；

微分运算单元的输入端作为所述驱动控制单元的③端；

比例运算单元的输入端作为所述驱动控制单元的④端。

所述滞环比较单元结构为：

第二比较器的输出端作为所述滞环比较单元的③端，其同相输入端作为所述滞环比较单元的②端，其反相输入端接第一加法运算单元的输出端；

第三比较器的输出端作为所述滞环比较单元的④端，其同相输入端接第二加法运算单元的输出端，其反相输入端也作为所述滞环比较单元的②端；

第一加法运算单元的一个输入端作为所述滞环比较单元的①端，另一个输入端接基准滞环电压发生单元的输出端；

第二加法运算单元的一个输入端也作为所述滞环比较单元的①端，另一个输入端接反相运算单元的输出端，反相运算单元的输入端接基准滞环电压发生单元的输出端。

所述电压检测单元的一个输入端与所述三电平滞环电流跟踪逆变器的输出端连接，另一个输入端与所述三电平逆变桥的零电平支撑点Z连接。

一种三电平滞环电流跟踪逆变器的跟踪控制方法，步骤为：

步骤一，检测三电平逆变桥的零电平支撑点Z分别与所述三电平滞环电流跟踪逆变器的输出端间的电压瞬时值u_j，j=1,2,3；

步骤二，检测所述三电平滞环电流跟踪逆变器输出端输出的电流瞬时值i_j，j=1,2,3；

步骤三，计算三相指令电流信号的变化率α_j：

${\mathrm{\α}}_j=\frac{d{i}_j^{*}}{\mathrm{dt}},j=\mathrm{1,2,3};$

步骤四，计算所述三电平滞环电流跟踪逆变器零电平输出时输出电流的理论变化率v_j：

v_j=ku_j，j=1,2,3

其中：k为由电路参数决定的常量；

步骤五，分别比较i_j和的大小以及α_j和v_j的大小，产生驱动控制单元中触发器的控制信号，将触发器在控制信号下的不同状态信号送入驱动单元，驱动单元控制三电平逆变桥输出端状态；

步骤六，三电平逆变桥输出端的输出电平通过电感器分别产生跟踪三相指令电流信号的输出电流i₁、i₂、i₃。

所述步骤五中，比较i_j和的大小按照以下判据产生逻辑比较结果a_j,b_j，j=1,2,3：

当 $i_j>(i_j^{*}+\mathrm{\δ}),a_j=1,$

当 $i_j\≤(i_j^{*}+\mathrm{\δ}),a_j=0,$

当 $i_j\≥(i_j^{*}-\mathrm{\δ}),b_j=0,$

当 $i_j<(i_j^{*}-\mathrm{\&delta;}),b_j=1,$

其中：δ＞0是常量；

比较α_j和v_j的大小，按照以下判据产生逻辑比较结果c_j，j=1,2,3：

当α_j≤v_j，c_j=0，

当α_j＞v_j，c_j=1。

所述步骤五中，驱动控制单元中触发器的控制信号为r_j1、s_j1、r_j2、s_j2，j=1,2,3：其中

r_j1=α_j，

s_j1=b_j·c_j，

r_j2=b_j，

$s_{j2}=a_j\&CenterDot;{\stackrel{\&OverBar;}{c}}_j.$

其中：是c_j的逻辑非。

各控制信号r_j1、s_j1、r_j2、s_j2，j=1,2,3，分别送入相应的驱动控制单元中，控制其各RS触发器状态q_j1和q_j2，j=1,2,3。

所述三电平逆变桥（1）输出端状态为：

R端：

q11	q12	R
			0	0	零电平
0	1	负电平
			1	0	正电平

S端：

q21	q22	S
			0	0	零电平
0	1	负电平
			1	0	正电平

T端：

q31	q32	T
			0	0	零电平
0	1	负电平
			1	0	正电平

以上技术方案应用时，所述三电平滞环电流跟踪逆变器的三相输出端U、V、W分别接三相电力线路，用于三相四线系统时，三电平逆变桥的零电平支撑点Z接电力系统中线，三电平逆变桥的P、N端分别接直流电源或直流储能装置的正极端和负极端，并由外部控制系统提供指令电流信号所述三电平滞环电流跟踪逆变器即可向三相电力线路注入跟踪的输出电流i₁、i₂、i₃。该技术方案可实际应用于有源电力滤波器、静止同步补偿器、光伏发电或风力发电并网逆变器、高功率因数整流器等电力电子装置。

与公知的两电平逆变器滞环电流跟踪控制装置及控制方法相比，本三电平滞环电流跟踪逆变器及其控制方法技术方案增加了指令电流变化率计算和相关的比较判断环节，将零电平状态输出电流的理论变化率与指令电流变化率的进行比较和判断；同时采用了新型三态输出滞环比较器代替公知的两态输出滞环比较器，由三态输出完整表达输出电流与指令电流的比较结果；进而根据输出电流与指令电流的比较结果以及零电平输出电流理论变化率与指令电流变化率的比较结果，通过逻辑计算获得正确的三电平逆变桥驱动信号。当输出电流误差超过预设的电流跟踪误差限时，可以立刻准确判知三电平逆变桥实现正确跟踪所需的后继输出状态，并驱动三电平逆变桥进入该状态，输出相应电平，保证输出电流对指令电流的正确跟踪。

采用以上技术方案，克服了已知的第一类三电平逆变器滞环电流跟踪控制方法中，将输出电压的极性作为附加判定条件构建三态输出驱动信号，不能准确判知实现正确跟踪所需输出状态，从而发生跟踪失败的问题；也克服了已知第二类三电平逆变器滞环电流跟踪控制方法中，除滞环跟踪误差带上下限外，还需要在误差带内增加新的比较电平，并增加三电平逆变桥中半导体功率器件开关次数，从而导致功率器件开关应力及损耗增加、电磁干扰增加的问题；同时以上技术方案可以实现实时跟踪控制，避免了已知第三类三电平逆变器滞环电流跟踪控制方法中引入时序电路导致的跟踪滞后问题。

综上所述，本发明的有益实施效果为：

1）提供了一种新型三电平滞环电流跟踪逆变器及其控制方法，实现了对三电平逆变器输出电流的可靠滞环跟踪控制；

2）解决了公知三电平滞环电流跟踪控制方法中，由于跟踪控制方法缺陷导致逆变桥跟踪状态错误，发生跟踪失败的问题；

3）当输出电流误差超过预设的跟踪误差限时，可以立刻准确判知三电平逆变桥实现正确跟踪所需的后继输出状态，并实现正确驱动；不需要增加新的比较电平，可避免功率器件增加不必要的开关动作，降低功率器件的应力和损耗，减小电磁干扰；同时也不需要引入时序电路，不会导致跟踪滞后；

4）可在三电平逆变器中充分发挥滞环电流跟踪控制方法跟踪速度快、跟踪误差小、鲁棒性好、控制方法简捷等优点，并与三电平逆变器输出电流纹波小、效率高、适用电压等级高等优点相结合，可获得更高性能的逆变器；

5）结构简单，成本低、容易实施。

附图说明

图1为本发明第一实施例结构示意图；

图2为本发明第二实施例结构示意图；

图3为本发明第三实施例结构示意图；

图4为所述第一驱动控制单元、第二驱动控制单元和第三驱动控制单元的内部结构示意图；

图5为所述第一滞环比较单元、第二滞环比较单元和第三滞环比较单元的内部结构示意图；

图6为本发明所述装置和控制方法实施效果的计算机仿真结果。

其中：1三电平逆变桥、2电感器、3电流传感器组、4第一驱动单元、5第二驱动单元、6第三驱动单元、7第一驱动控制单元、8第二驱动控制单元、9第三驱动控制单元、10第一电压检测单元、11第二电压检测单元、12第三电压检测单元、13电流检测单元、14第一滞环比较单元、15第二滞环比较单元、16第三滞环比较单元、17第一RS触发器、18第二RS触发器、19第一与门、20第二与门、21非门、22第一比较器、23微分运算单元、24比例运算单元、25第二比较器、26第三比较器、27第一加法运算单元、28第二加法运算单元、29反相运算单元、30基准滞环电压发生单元。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

一种三电平滞环电流跟踪逆变器，如图1所示，它包括三电平逆变桥1、电感器2、电流传感器组3、第一驱动单元4、第二驱动单元5、第三驱动单元6、第一驱动控制单元7、第二驱动控制单元8、第三驱动控制单元9、第一电压检测单元10、第二电压检测单元11、第三电压检测单元12、电流检测单元13、第一滞环比较单元14、第二滞环比较单元15、第三滞环比较单元16，其中：

三电平逆变桥1的输出端R、S、T分别接电感器2的三个输入端，电感器2的三个输出端分别接所述三电平滞环电流跟踪逆变器的三相输出端U、V、W；

第一电压检测单元10的两个输入端分别接所述三电平滞环电流跟踪逆变器的输出端U和三电平逆变桥1的零电平支撑点Z，其检测结果送入第一驱动控制单元7的④端；

第二电压检测单元11的两个输入端分别接所述三电平滞环电流跟踪逆变器的输出端V和三电平逆变桥1的零电平支撑点Z，其检测结果送入第二驱动控制单元8的④端；

第三电压检测单元12的两个输入端分别接所述三电平滞环电流跟踪逆变器的输出端W和三电平逆变桥1的零电平支撑点Z，其检测结果送入第三驱动控制单元9的④端；

电流传感器组3中三个电流传感器的一次侧分别串联在所述三电平滞环电流跟踪逆变器的三相输出回路中，三个电流传感器的二次侧分别接电流检测单元13的三组输入端；

电流检测单元13的三相电流检测结果分别送入第一滞环比较单元14的②端、第二滞环比较单元15的②端和第三滞环比较单元16的②端；

三相指令电流信号分别送入第一滞环比较单元14的①端、第二滞环比较单元15的①端和第三滞环比较单元16的①端，同时分别送入第一驱动控制单元7的③端、第二驱动控制单元8的③端和第三驱动控制单元9的③端；

第一滞环比较单元14的③端和④端分别接第一驱动控制单元7的①端和②端；

第二滞环比较单元15的③端和④端分别接第二驱动控制单元8的①端和②端；

第三滞环比较单元16的③端和④端分别接第三驱动控制单元9的①端和②端；

第一驱动控制单元7的⑤端和⑥端分别接第一驱动单元4的两个输入端；

第二驱动控制单元8的⑤端和⑥端分别接第二驱动单元5的两个输入端；

第三驱动控制单元9的⑤端和⑥端分别接第三驱动单元6的两个输入端；

第一驱动单元4、第二驱动单元5和第三驱动单元6的驱动信号输出端分别接三电平逆变桥1的对应驱动信号输入端。

所述第一驱动控制单元7、第二驱动控制单元8和第三驱动控制单元9具有相同的内部结构，如图4所示，它由第一RS触发器17、第二RS触发器18、第一与门19、第二与门20、非门21、第一比较器22、微分运算单元23、比例运算单元24构成，其中：

第一RS触发器17的Q端作为本驱动控制单元的⑤端，其R端作为本驱动控制单元的①端，其S端接第一与门19的输出端；

第二RS触发器18的Q端作为本驱动控制单元的⑥端，其R端也作为本驱动控制单元的②端，其S端接第二与门20的输出端；

第一与门19的一个输入端也作为本驱动控制单元的②端，另一输入端接第一比较器22的输出端；

第二与门20的一个输入端作为本驱动控制单元的①端，另一输入端接非门21的输出端，非门21的输入端接第一比较器22的输出端；

第一比较器22的同相输入端接微分运算单元23的输出端，其反相输入端接比例运算单元24的输出端；

微分运算单元23的输入端作为本驱动控制单元的③端；

比例运算单元24的输入端作为本驱动控制单元的④端。

所述第一滞环比较单元14、第二滞环比较单元15和第三滞环比较单元16具有相同的内部结构，如图5所示，它由第二比较器25、第三比较器26、第一加法运算单元27、第二加法运算单元28、反相运算单元29、基准滞环电压发生单元30够成，其中：

第二比较器25的输出端作为本滞环比较单元的③端，其同相输入端作为本滞环比较单元的②端，其反相输入端接第一加法运算单元27的输出端；

第三比较器26的输出端作为本滞环比较单元的④端，其同相输入端接第二加法运算单元28的输出端，其反相输入端作为本滞环比较单元的②端；

第一加法运算单元27的一个输入端作为本滞环比较单元的①端，另一个输入端接基准滞环电压发生单元30的输出端；

第二加法运算单元28的一个输入端作为本滞环比较单元的①端，另一个输入端接反相运算单元29的输出端，反相运算单元的输入端接基准滞环电压发生单元30的输出端。

所述三电平滞环电流跟踪逆变器的控制方法，该方法的步骤为：

步骤一：检测三电平逆变桥1的零电平支撑点Z分别与所述三电平滞环电流跟踪逆变器的输出端U、V、W之间的电压瞬时值u₁、u₂、u₃；

步骤二：检测所述三电平滞环电流跟踪逆变器输出端U、V、W的输出电流瞬时值i₁、i₂、i₃；

步骤三：计算三相指令电流信号的变化率α_j：

${\mathrm{\&alpha;}}_j=\frac{{\mathrm{di}}_j^{*}}{\mathrm{dt}}(j=\mathrm{1,2,3});$

步骤四：计算零电平输出时输出电流的理论变化率v_j：

v_j=ku_j，（j=1,2,3）

其中：k为由电路参数决定的常量；

步骤五：分别比较i_j和的大小，按照以下判据产生逻辑比较结果a_j,b_j（j=1,2,3）：

当 $i_j>(i_j^{*}+\mathrm{\&delta;}),a_j=1,$

当 $i_j\&le;(i_j^{*}+\mathrm{\&delta;}),a_j=0,$

当 $i_j\&GreaterEqual;(i_j^{*}-\mathrm{\&delta;}),b_j=0,$

当 $i_j<(i_j^{*}-\mathrm{\&delta;}),b_j=1,$

其中：δ＞0是常量；

步骤六：分别比较α_j和v_j的大小，按照以下判据产生逻辑比较结果c_j（j=1,2,3）：

当α_j≤v_j，c_j=0，

当α_j＞v_j，c_j=1，

步骤七：由以下逻辑运算产生触发控制信号r_j1、s_j1、r_j2、s_j2（j=1,2,3）：

r_j1=α_j，

s_j1=b_j·c_j，

r_j2=b_j，

$s_{j2}=a_j\&CenterDot;{\stackrel{\&OverBar;}{c}}_j.$

其中：是c_j的逻辑非。

步骤八：

将r₁₁和s₁₁分别送入第一驱动控制单元7中的第一RS触发器17的R端和S端，控制该触发器的状态q₁₁；

将r₁₂和s₁₂分别送入第一驱动控制单元7中的第二RS触发器18的R端和S端，控制该触发器的状态q₁₂；

将r₂₁和s₂₁分别送入第二驱动控制单元8中的第一RS触发器17的R端和S端，控制该触发器的状态q₂₁；

将r₂₂和s₂₂分别送入第二驱动控制单元8中的第二RS触发器18的R端和S端，控制该触发器的状态q₂₂；

将r₃₁和s₃₁分别送入第三驱动控制单元9中的第一RS触发器17的R端和S端，控制该触发器的状态q₃₁；

将r₃₂和s₃₂分别送入第三驱动控制单元9中的第二RS触发器18的R端和S端，控制该触发器的状态q₃₂；

步骤九：将q_j1和q_j2（j=1,2,3）分别送入各驱动单元，由驱动单元按照以下规律控制三电平逆变桥输出端R、S、T的状态：

步骤十：三电平逆变桥1的R、S、T端输出电平通过电感器2分别产生跟踪的输出电流i₁、i₂、i₃。

本发明中的三电平逆变桥1、电感器2、电流传感器组3、第一驱动单元4、第二驱动单元5、第三驱动单元6、第一电压检测单元10、第二电压检测单元11、第三电压检测单元12、电流检测单元13、第一RS触发器17、第二RS触发器18、第一与门19、第二与门20、非门21、第一比较器22、微分运算单元23、比例运算单元24、第二比较器25、第三比较器26、第一加法运算单元27、第二加法运算单元28、反相运算单元29、基准滞环电压发生单元30均可采用公知技术实现。例如三电平逆变桥1可采用公知的二极管钳位三电平逆变桥；电感器2可采用公知技术绕制；电流传感器组3可采用商品电流互感器或者霍尔电流传感器；第一驱动单元4、第二驱动单元5和第三驱动单元6均可分别采用两支2SD315IGBT驱动模块构成；第一电压检测单元10、第二电压检测单元11和第三电压检测单元12可采用商品电压互感器；电流检测单元13可由采样电阻和TL072运算放大器构成；第一RS触发器17、第二RS触发器18、第一与门19、第二与门20、非门21等可采用CD4000系列集成逻辑芯片；第一比较器22、第二比较器25和第三比较器26可采用LM339等集成电压比较器；微分运算单元23、比例运算单元24、第一加法运算单元27、第二加法运算单元28和反相运算单元29等可由TL072运算放大器按照公知技术搭建；基准滞环电压发生单元30可采用集成基准源TL431构成。所述控制方法中的数学、逻辑运算以及逻辑判断和控制也可采用TMS320F2812等数字信号处理器构成数字化控制器，经数字化运算方式实现。

实施例2：

如图2所示，在本实施例中，三电平逆变桥1采用了公知的二极管钳位三电平逆变桥，此时三电平逆变桥的零电平支撑点Z为两个相互串联的直流母线电容器的中心连接点。其他均与实施例1相同。

实施例3：

如图3所示，本实施例是本发明所述装置和控制方法在单相逆变器中的应用方式。在本实施例中，三电平逆变桥1采用了公知的H型单相逆变桥，此时三电平逆变桥的零电平支撑点Z为逆变桥的一个输出端。由于仅需进行单相逆变，装置中的第二驱动单元5、第三驱动单元6、第二驱动控制单元8、第三驱动控制单元9、第二电压检测单元11、第三电压检测单元12、第二滞环比较单元15、第三滞环比较单元16均可删除，电感器2可用单相电感器，电流传感器组3中仅需要一个电流互感器，电流检测单元13仅需检测一相电流，控制方法中也仅需考虑和处理对应j=1的变量，其他均与实施例1相同。

计算机仿真结果：

图6是采用本发明所述装置和控制方法的三电平逆变器输出电流对指令电流滞环跟踪效果的计算机仿真结果，可以看出，逆变器输出电流能够对指令电流进行准确、实时的跟踪，实现了本发明的目的。

Claims (9)

1.一种三电平滞环电流跟踪逆变器，其特征是，它包括三电平逆变桥(1)，三电平逆变桥(1)的输出端串联电感器(2)后作为三电平滞环电流跟踪逆变器输出端； 

电流采集装置和电压采集装置至少采集三电平滞环电流跟踪逆变器输出端中一相的电流瞬时值以及该相输出端与三电平逆变桥(1)的零电平支撑点Z间的电压瞬时值，并将它们送入相应的电压检测单元和电流检测单元； 

电压检测单元将检测到的电压信号送入相应的驱动控制单元； 

电流检测单元将检测到的电流信号送入相应的滞环比较单元，滞环比较单元的输出信号送入所述的驱动控制单元； 

三相指令电流信号中的至少一相分别送入所述驱动控制单元和滞环比较单元； 

所述驱动控制单元与相应的驱动单元连接，驱动单元输出驱动信号送入三电平逆变桥(1)的对应驱动信号输入端，从而使三电平滞环电流跟踪逆变器输出电流准确跟踪指令电流的变化。 

2.如权利要求1所述的三电平滞环电流跟踪逆变器，其特征是，所述三电平滞环电流跟踪逆变器输出端为三相输出U、V、W； 

电压采集装置和电流采集装置分别采集三相输出端U、V、W分别与三电平逆变桥(1)的零电平支撑点Z间的电压瞬时值和三相输出电流瞬时值信号，并将它们送入相应的三个电压检测单元和一个电流检测单元； 

各电压检测单元将检测的电压信号送入相应的三个驱动控制单元； 

电流检测单元将检测到的电流信号送入相应的三个滞环比较单元，三个滞环比较单元的输出信号送入所述的三个驱动控制单元； 

三相指令电流信号则分别送入三个驱动控制单元和三个滞环比较单元； 

三个驱动控制单元分别与相应的驱动单元连接，各驱动单元输出的驱动信号送入三电平逆变桥(1)的对应驱动信号输入端，从而使三电平滞环电流跟踪逆变器输出电流准确跟踪指令电流的变化。 

3.如权利要求1或2所述的三电平滞环电流跟踪逆变器，其特征是，所述驱动控制单元的结构为： 

第一RS触发器(17)的Q端作为所述驱动控制单元的⑤端，其R端作为所述驱动控制单元的①端，其S端接第一与门(19)的输出端； 

第二RS触发器(18)的Q端作为所述驱动控制单元的⑥端，其R端作为所述驱动控制单元的②端，其S端接第二与门(20)的输出端； 

第一与门(19)的一个输入端也作为所述驱动控制单元的②端，另一输入端接第一比较 器(22)的输出端； 

第二与门(20)的一个输入端也作为所述驱动控制单元的①端，另一输入端接非门(21)的输出端，非门(21)的输入端接第一比较器(22)的输出端； 

第一比较器(22)的同相输入端接微分运算单元(23)的输出端，其反相输入端接比例运算单元(24)的输出端； 

微分运算单元(23)的输入端作为所述驱动控制单元的③端； 

比例运算单元(24)的输入端作为所述驱动控制单元的④端。 

4.如权利要求1或2所述的三电平滞环电流跟踪逆变器，其特征是，所述滞环比较单元结构为： 

第二比较器(25)的输出端作为所述滞环比较单元的③端，其同相输入端作为所述滞环比较单元的②端，其反相输入端接第一加法运算单元(27)的输出端； 

第三比较器(26)的输出端作为所述滞环比较单元的④端，其同相输入端接第二加法运算单元(28)的输出端，其反相输入端也作为所述滞环比较单元的②端； 

第一加法运算单元(27)的一个输入端作为所述滞环比较单元的①端，另一个输入端接基准滞环电压发生单元(30)的输出端； 

第二加法运算单元(28)的一个输入端也作为所述滞环比较单元的①端，另一个输入端接反相运算单元(29)的输出端，反相运算单元的输入端接基准滞环电压发生单元(30)的输出端。 

5.如权利要求1或2所述的三电平滞环电流跟踪逆变器，其特征是，所述电压检测单元的一个输入端与所述三电平滞环电流跟踪逆变器的输出端连接，另一个输入端与所述三电平逆变桥(1)的零电平支撑点Z连接。 

6.一种权利要求1或2所述的三电平滞环电流跟踪逆变器的跟踪控制方法，其特征是，步骤为： 

步骤一，检测三电平逆变桥(1)的零电平支撑点Z分别与所述三电平滞环电流跟踪逆变器的输出端间的电压瞬时值u_j，j＝1,2,3； 

步骤二，检测所述三电平滞环电流跟踪逆变器输出端输出的电流瞬时值i_j，j＝1,2,3； 

步骤三，计算三相指令电流信号的变化率α_j： 

步骤四，计算所述三电平滞环电流跟踪逆变器零电平输出时输出电流的理论变化率v_j： 

v_j＝ku_j，j＝1,2,3 

其中：k为由电路参数决定的常量； 

步骤五，分别比较i_j和的大小以及α_j和v_j的大小，产生驱动控制单元中触发器的控制信号，将触发器在控制信号下的不同状态信号送入驱动单元，驱动单元控制三电平逆变桥(1)输出端状态； 

步骤六，三电平逆变桥(1)输出端的输出电平通过电感器(2)分别产生跟踪三相指令电流信号的输出电流i₁、i₂、i₃。 

7.如权利要求6所述的三电平滞环电流跟踪逆变器的跟踪控制方法，其特征是，所述步骤五中，比较i_j和的大小按照以下判据产生逻辑比较结果a_j,b_j，j＝1,2,3： 

当a_j＝1， 

当a_j＝0， 

当b_j＝0， 

当b_j＝1， 

其中：δ＞0是常量； 

比较α_j和v_j的大小，按照以下判据产生逻辑比较结果c_j，j＝1,2,3： 

当α_j≤v_j，c_j＝0， 

当α_j＞v_j，c_j＝1。 

8.如权利要求6所述的三电平滞环电流跟踪逆变器的跟踪控制方法，其特征是，所述步骤五中，驱动控制单元中触发器的控制信号为r_j1、s_j1、r_j2、s_j2，j＝1,2,3：其中 

r_j1＝a_j， 

s_j1＝b_j·c_j， 

r_j2＝b_j， 

其中：是c_j的逻辑非； 

各控制信号r_j1、s_j1、r_j2、s_j2，j＝1,2,3，分别送入相应的驱动控制单元中，控制其各RS触发器状态q_j1和q_j2，j＝1,2,3。 

9.如权利要求8所述的三电平滞环电流跟踪逆变器的跟踪控制方法，其特征是，所述三电平逆变桥(1)输出端状态为： 

R端： 

S端： 

T端： 

。