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受开关损耗及系统散热等多方面因素的限制,大功率牵引逆变器的开关频率最高不会超过1kHz。在低开关频率下,牵引逆变器在高频时输出的波形谐波含量会很大。这些谐波会增大牵引电机的附加损耗和谐波转矩,会对高速列车的牵引性能造成影响。为了解决该问题,本文以某型号高速列车的牵引逆变器-电机系统为研究对象,通过对三电平SVPWM和特定谐波消除PWM(SHEPWM)两种调制方法的工作原理和谐波特性的分析,设计了一种低速SVPWM异步调制和高速SHEPWM同步调制相结合的全速域多模式调制方法。针对SHE非线性方程组求解困难的问题,本文综合利用了PSO算法的全局收敛性和牛顿法的精确性,给出一种有效的PSO-Newton混合算法。此外,针对优化脉冲序列在调制度较大时可能出现窄脉冲的问题,给出了一种简单的窄脉冲消除策略。本文在用PSO-Newton混合算法对高速区4段SHEPWM同步调制进行求解后,在Matlab/Simulink环境下对各段SHEPWM同步调制的特定谐波消除效果进行了仿真验证。本文在Matlab/Simulink环境下搭建了牵引逆变器-电机系统的仿真模型,结合电机的间接矢量控制方法,仿真验证了所设计全速域调制方法的正确性,不同调制模式之间的切换过渡平稳,牵引电机的定子电流和电磁转矩未出现大的冲击。牵引电机在给定转速指令下能平稳的加速到给定速度值,运行过程中牵引电机的电压、电流正弦度良好,转矩波动也较小。最后,在TMS320F2812中编写了矢量控制与脉宽调制的DSP控制程序,以dSPACE+TMS320F2812半实物仿真平台为基础,通过硬件在回路实时仿真,验证了所设计的全速域调制算法的正确性,结果显示：各段同步调制方法下电机电流波形正弦度高,系统运行平稳；说明本文所设计的调制方法对牵引逆变器有一定的控制效果。