基于分子动理论算法的三电平逆变器谐波优化

易灵芝 ，李真贵 ，范朝冬 ，梁湘湘 ，马文斌

（1.智能计算与信息处理教育部重点实验室（湘潭大学），湘潭 411105；2.南车株洲电机有限公司，株洲 412001；3.湖南省“风电装备与电能变换”2011协同创新中心，湘潭 411105）

基于分子动理论算法的三电平逆变器谐波优化

易灵芝1，3，李真贵1，范朝冬1，梁湘湘2，马文斌2

（1.智能计算与信息处理教育部重点实验室（湘潭大学），湘潭 411105；2.南车株洲电机有限公司，株洲 412001；3.湖南省“风电装备与电能变换”2011协同创新中心，湘潭 411105）

在许多大功率交流传动场合下，开关损耗大。为了降低开关损耗，提高逆变器效率，开关频率一般限制在1 kHz以下，导致牵引逆变器中含有大量的谐波。以应用于大功率电力机车的三电平逆变器为特定的研究对象，建立了三电平逆变器最小相电流总谐波畸变率谐波优化模型。采用分子动理论优化算法求解模型时施加了消除窄脉冲算法，完成全调制范围、多种脉波条件下优化函数的求解。与传统SPWM和SHEPWM比较，MMTPWM具有良好的谐波优化效果。最后，通过仿真实验和硬件实验结果验证了理论分析的正确性。

牵引逆变器；谐波优化；分子动理论优化算法；脉宽调制（PWM）；总谐波畸变率

在大功率牵引逆变器中，受较低的开关频率及较高的电机定子频率限制，牵引逆变器在启动后都工作在很低的载频比状态下[1-2]。低载频比工作状态导致逆变器输出电流谐波含量较大、牵引电机附加损耗增加[3-4]。这些谐波会使牵引电机转矩脉动加大，运行温度升高，同时还会产生机械震动和噪声[5]。……