随着我国经济社会的快速发展,城市道路拥堵的问题日趋严重,城际间的更加频繁的交流对高速交通运输方式的需求越来越大,轨道交通作为一种更高效、安全、环保、准时的交通运输方式,得到了广阔的发展市场和前景。作为轨道交通的关键组成部分,牵引传动系统的设计决定了系统的整体性能,大功率牵引变频器工作在高电压、大电流的条件下,IGBT的最高开关频率受到开关损耗的限制通常较低,而电机矢量控制中的异步SVPWM在低载波比情况下会面临严重的谐波问题。本文针对异步牵引电机矢量控制系统的调制算法进行研究,有利于提高牵引传动系统在低开关频率下的电机控制能力。本文分析了低开关频率工作条件下对牵引逆变器输出性能的影响,根据调制方式的谐波性能和磁链轨迹畸变程度对调制算法性能进行评估,设计了一套分段调制策略并成功应用于牵引电机矢量控制系统中。本文在分析了轨道交通牵引逆变器工作在低开关频率下的问题后,描述了牵引电机矢量控制原理和传统异步SVPWM在低开关频率条件下存在的问题。接着通过比较多种同步调制算法与异步SVPWM的优缺点,决定采用同步调制的策略来解决低开关频率条件下异步SVPWM谐波性能较差的问题,可以有效的提高输出电压对称性,并以此降低输出电压中的谐波含量和减小电流谐波畸变程度。然后在分析已有同步调制策略的基础上,结合轨道交通牵引电机控制系统的需要和实验条件,设计了一种基于同步SVPWM的分段调制策略,包括各调制算法的选取和创新性的提出一种基于直流母线钳位的切换策略设计。本文通过搭建基于MATLAB的仿真模型验证了该分段调制策略在异步牵引电机矢量控制系统中的可行性和有效性,实现了基于同步SVPWM分段调制策略的异步牵引电机矢量控制。最后,本文对异步电机矢量控制系统的硬件和软件进行了详细设计,以一台3kW的异步电机为控制对象,进行了实验验证,证明了本文所提分段调制算法在异步电机矢量控制系统中的可行性和有效性。