异步-同步SPWM与SHEPWM切换策略：平滑牵引系统电流冲击

本文主要探讨了交流牵引系统在采用多模式脉宽调制(PWM)策略时面临的挑战，特别是在不同调制方式之间切换时可能会产生的电流冲击问题。作者何玉辉、熊健、吕伟和张凯针对这一问题，提出了一个创新的解决方案，即通过先从异步SPWM调制过渡到普通同步SPWM调制，然后再进一步切换到分段特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)。这个过程旨在确保转换过程中的电流平稳，从而减少对牵引系统的冲击。 首先，异步SPWM调制和普通同步SPWM调制各有其优点，异步SPWM适合于负载变化较大的情况，而同步SPWM则能提供更高的开关频率和更低的电磁干扰。然而，在这两种模式之间切换时，如果没有恰当的控制策略，可能会导致电流的突然变化，这不仅影响系统的稳定性，还可能对电机和接触网造成损害。 SHEPWM是一种高级的调制策略，它通过选择性地抑制某些特定谐波，降低了谐波电流，提高了牵引效率。通过将普通同步SPWM进一步转变为SHEPWM，可以在减小电流冲击的同时，优化牵引性能。 为了实现这种切换策略，作者构建了一个基于变流器输出电压频谱特性和各调制模式特点的仿真模型。通过深入分析和比较不同调制模式切换时的仿真波形，他们确定了合理的切换位置，这些位置可以确保电流过渡的平滑，从而避免了电流冲击。此外，他们的研究还通过实际的机车牵引实验验证了这种方法的有效性，为机车牵引控制方案的设计提供了重要的理论支持和实践依据。 本文的研究对于改进交流牵引系统在多模式PWM策略下的运行效率和稳定性具有重要意义，对于电力电子技术领域内的工程师和研究人员来说，理解和应用这一方法可以帮助提升系统的整体性能和可靠性。