永磁同步电机具有效率高、功率密度高的优点,在城轨交通的应用中得到广泛关注。为了实现较宽的调速范围,获得较小的输出电流谐波,需要设计特殊的脉宽调制策略。大功率牵引传动系统常用的脉宽调制策略为混合脉宽调制,即在低频段采用规则采样异步调制,中频段采用规则采样同步调制与特殊同步调制结合的方式,基频以上采用方波控制。中频段常用的特殊调制方式包括中间60°同步调制、SHEPWM等,本文分析了其原理及实现方式,并对这两种调制方式及低载波比条件下的规则采样脉宽调制进行了对比分析。特殊调制方式适用于稳态运行情况,在动态运行中可能会由于误差积累而造成电流冲击,针对这一情况,本文采用定子磁链轨迹跟踪控制方法,定子磁链轨迹跟踪控制方法是针对特殊脉宽调制方式提出的一种控制方法,本文对定子磁链轨迹跟踪控制方法的原理以及实现方式做了重点分析,在特殊脉宽调制使用过程中,它以定子磁链矢量作为观测变量,通过修改开关变化时刻来消除动态变化前后的定子磁链误差,来达到消除电流误差的目的。本文通过Matlab/Simulink搭建了永磁同步电机优化脉宽调制仿真模型,并搭建了永磁同步电机牵引传动实验平台,仿真和实验结果表明,在特殊同步调制阶段加入定子磁链轨迹跟踪控制,消除了动态运行中的电流冲击,使输出电流波形具有更好的动态性能,电机输出的转矩脉动也更小。