CN111332133B - 轨道车辆及其牵引电机的控制方法、控制装置 - Google Patents

轨道车辆及其牵引电机的控制方法、控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轨道车辆及其牵引电机的控制方法、装置，其中，控制方法包括：获取牵引电机的目标转速；判断目标转速所处的速度区间，其中，速度区间至少包括第一速度区间0～f1、第二速度区间f1～f2和第三速度区间f2～f3；根据目标转速所处的速度区间生成相应的脉宽调制信号，并将脉宽调制信号发送至牵引变流器，以通过牵引变流器驱动牵引电机，其中，如果目标转速处于第一速度区间0～f1，则生成第一脉宽调制信号，如果目标转速处于第二速度区间f1～f2，则生成第二脉宽调制信号，如果目标转速处于第三速度区间f2～f3，则生成第三脉宽调制信号。该控制方法能够减小牵引电机控制的复杂性，便于牵引电机控制产品的开发。

Description

轨道车辆及其牵引电机的控制方法、控制装置
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道车辆牵引电机的控制方法、一种轨道车辆牵引电机的控制装置和一种轨道车辆。
背景技术
目前，轨道车辆基本都会采用牵引电机为牵引动力源。牵引电机通过牵引变流器进行驱动，其中，牵引变流器多采用两电平拓扑结构，牵引变流器供电系统的电压一般比较高(如750V，1500V等)，因此牵引变流器通常会选用耐高压的IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块，受限于高压功率模块的开关频率的限制，轨道车辆的牵引控制器广泛采用多模式混合调制技术。
如图1所示，多模式混合调制技术通常在低频段采用异步SVPWM(Space VectorPulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)调制，中频段采用同步SVPWM调制和特殊同步调制，额定频率以上采用方波控制。其中，特殊同步调制广泛应用离线优化脉宽调制方法。离线优化脉宽调制是基于某个目标函数(电流谐波、扭矩脉动、谐波电流有效值、系统损耗等)来确定一个周期内的开关角的分布，可以用较少的开关次数获得较好的输出特性，SHEPWM(Selective Harmonic Elimination Pulse Width Modulation，特定谐波消除脉宽调制)便是其中一种，通过优化选择开关时刻对特定的谐波进行消除，减小该谐波对电机的影响，同时有较高的电压利用率。但SHEPWM的开关角计算需要求解超越方程，很难实时计算，一般都是将其离线计算好，存储到芯片中以备利用。
发明人发现，上述多模式混合脉宽调制技术在特殊同步调制阶段和方波调制阶段，因非常小的载频比(即载波与控制基波频率的比值)，使得牵引电机的控制难度加大，另外，不同阶段的切换也会带来非常多的问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种轨道车辆牵引电机的控制方法，该方法能够减小牵引电机控制的复杂性，便于牵引电机控制产品的开发。
本发明的第二个目的在于提出一种轨道车辆牵引电机的控制装置。
本发明的第三个目的在于提出另一种轨道车辆牵引电机的控制装置。
本发明的第四个目的在于提出一种轨道车辆。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种轨道车辆牵引电机的控制方法，包括以下步骤：获取所述牵引电机的目标转速；判断所述目标转速所处的速度区间，其中，所述速度区间至少包括第一速度区间0～f1、第二速度区间f1～f2和第三速度区间f2～f3；根据所述目标转速所处的速度区间生成相应的脉宽调制信号至牵引变流器，以通过所述牵引变流器驱动所述牵引电机，其中，如果所述目标转速处于所述第一速度区间0～f1，则生成第一脉宽调制信号，如果所述目标转速处于所述第二速度区间f1～f2，则生成第二脉宽调制信号，如果所述目标转速处于所述第三速度区间f2～f3，则生成第三脉宽调制信号，其中，所述第一脉宽调制信号包括采用SVPWM或者SPWM脉宽调制技术所调制的信号，所述第二脉宽调制信号包括采用非连续脉宽调制技术所调制的信号，所述第三脉宽调制信号包括采用非连续脉宽调制技术且采用同步调制技术所调制的信号。
根据本发明实施例的轨道车辆牵引电机的控制方法，根据牵引电机的目标转速所处的速度区间生成相应的脉宽调制信号，以控制牵引变流器驱动牵引电机，由此能够减小牵引电机控制的复杂性，便于牵引电机控制产品的开发。
另外，根据本发明上述实施例的轨道车辆牵引电机的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，在生成所述第一脉宽调制信号、所述第二脉宽调制信号和所述第三脉宽调制信号时，在每个周期内，进行多次电流采样，以对占空比进行多次更新。
根据本发明的一个实施例，所述非连续脉宽调制技术为SVPWM五段式脉宽调制技术，以使所述牵引变流器的一个桥臂在一个周期内不动作。
根据本发明的一个实施例，所述第一速度区间0～f1包括第一速度段0～f01、第二速度段f01～f02和第三速度段f02～f1，其中，当所述目标转速处于所述第一速度段0～f01时，采用第一开关频率fws1进行脉宽调制，其中，fsw1为定值；当所述目标转速处于所述第二速度段f01～f02时，采用第二开关频率fsw2进行脉宽调制，其中，fsw2与所述目标转速呈正比，且fsw2＞fsw1；当所述目标转速处于所述第三速度段f02～f1时，采用第三开关频率fsw3进行脉宽调制，其中，fsw3为定值，且fsw3＞fsw2。
根据本发明的一个实施例，当所述目标转速处于所述第二速度区间f1～f2时，采用所述第三开关频率fsw3进行脉宽调制。
根据本发明的一个实施例，所述第三速度区间f2～f3包括第四速度段f2～f21、第五速度段f21～f22和第六速度段f22～f3，其中，当所述目标转速处于所述第四速度段f2～f21时，采用第四开关频率fsw4进行脉宽调制，其中，fsw4＝k1*fw+fsw0；当所述目标转速处于所述第五速度段f21～f22时，采用第五开关频率fsw5进行脉宽调制，其中，fsw5＝k2*fw+fsw0；当所述目标转速处于所述第六速度段f22～f3时，采用第六开关频率，fsw6进行脉宽调制，其中，fsw6＝k3*fw+fsw0；其中，k1为第一载频比，k2为第二载频比，k3为第三载频比，fw为所述目标转速，fsw0为定值，且k1＞k2＞k3，fsw0＜fsw3。
根据本发明的一个实施例，f01的取值为400～600rpm，f02的取值为700～900rpm，f1的取值为1100～1300rpm，f2的取值为1800～2200rpm，f21的取值为2800～3200rpm，f22的取值为3800～4200rpm，f3的取值为4400～4600rpm，fsw1的取值为250～350Hz，fsw3的取值为1200～1700Hz。
根据本发明的一个实施例，所述控制方法通过数字信号处理芯片实现。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种轨道车辆牵引电机的控制装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述的轨道车辆牵引电机的控制方法。
根据本发明实施例的轨道车辆牵引电机的控制装置，在其存储器上存储的与上述控制方法对应的计算机程序被处理器执行时，能够减小牵引电机控制的复杂性，便于牵引电机控制产品的开发。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了另一种轨道车辆牵引电机的控制装置，包括：获取模块，用于获取所述牵引电机的目标转速；判断模块，用于判断所述目标转速所处的速度区间，其中，所述速度区间至少包括第一速度区间0～f1、第二速度区间f1～f2和第三速度区间f2～f3；控制模块，用于根据所述目标转速所处的速度区间生成相应的脉宽调制信号，并将所述脉宽调制信号发送至牵引变流器，以通过所述牵引变流器驱动所述牵引电机，其中，如果所述目标转速处于所述第一速度区间0～f1，则生成第一脉宽调制信号，如果所述目标转速处于所述第二速度区间f1～f2，则生成第二脉宽调制信号，如果所述目标转速处于所述第三速度区间f2～f3，则生成第三脉宽调制信号，其中，所述第一脉宽调制信号包括采用SVPWM或者SPWM脉宽调制技术所调制的信号，所述第二脉宽调制信号包括采用非连续脉宽调制技术所调制的信号，所述第三脉宽调制信号包括采用非连续脉宽调制技术且采用同步调制技术所调制的信号。
根据本发明实施例的轨道车辆牵引电机的控制装置，根据牵引电机的目标转速所处的速度区间生成相应的脉宽调制信号，以控制牵引变流器驱动牵引电机，由此能够减小牵引电机控制的复杂性，便于牵引电机控制产品的开发。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种轨道车辆，包括：牵引电机；牵引变流器；以及上述第二方面或第三方面实施例的轨道车辆牵引电机的控制装置，所述轨道车辆牵引电机的控制装置用于控制所述牵引变流器，以通过所述牵引变流器驱动所述牵引电机。
根据本发明实施例的轨道车辆，采用上述的控制装置，能够减小牵引电机控制的复杂性，便于牵引电机控制产品的开发。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是相关技术中的牵引电机多模式混合脉宽调制技术的示意图；
图2是根据本发明实施例的轨道车辆牵引电机的控制方法的流程图；
图3是根据本发明一个实施例的全速段混合脉宽调制技术的示意图；
图4是根据本发明一个实施例的轨道车辆牵引电机的控制方法的流程图；
图5是一个示例的非连续脉宽调试技术的方波示意图；
图6是一个示例中单周期单次电流采样单次占空比更新的示意图；
图7是根据本发明一个示例的单周期两次电流采样两次占空比更新的示意图；
图8是根据本发明一个实施例的第一转速区间混合脉宽调制技术的示意图；
图9是根据本发明一个实施例的第二转速区间混合脉宽调制技术的示意图；
图10是根据本发明一个实施例的第三转速区间混合脉宽调制技术的示意图；
图11是根据本发明一个实施例的轨道车辆牵引电机的控制装置的结构框图；
图12是根据本发明另一个实施例的轨道车辆牵引电机的控制装置的结构框图；
图13是根据本发明实施例的轨道车辆的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的轨道车辆及其牵引电机的控制方法、控制装置。
图2是根据本发明实施例的轨道车辆牵引电机的控制方法的流程图。
如图2所示，该控制方法包括以下步骤：
S1，获取牵引电机的目标转速。
S2，判断目标转速所处的速度区间，其中，速度区间至少包括第一速度区间0～f1、第二速度区间f1～f2和第三速度区间f2～f3。
需要说明的是，上述速度区间覆盖所有可能的目标转速，即速度区间的最小值为0，最大值为可允许的牵引电机的最高目标转速。例如，当速度区间包括第一速度区间0～f1、第二速度区间f1～f2和第三速度区间f2～f3时，f3为所述最高目标转速；当速度区间包括第一速度区间0～f1、第二速度区间f1～f2、第三速度区间f2～f3和第四速度区间f3～f4时，f4为所述最高目标转速。
S3，根据目标转速所处的速度区间生成相应的脉宽调制信号至牵引变流器，以通过牵引变流器驱动牵引电机，其中，如果目标转速处于第一速度区间0～f1，则生成第一脉宽调制信号至牵引变流器，如果目标转速处于第二速度区间f1～f2，则生成第二脉宽调制信号，如果目标转速处于第三速度区间f2～f3，则生成第三脉宽调制信号。
其中，第一脉宽调制信号可包括采用SVPWM或者SPWM脉宽调制技术所调制的信号，第二脉宽调制信号可包括采用非连续脉宽调制技术所调制的信号，第三脉宽调制信号可包括采用非连续脉宽调制技术且采用同步调制技术所调制的信号。
具体地，如图3、图4所示，以将牵引电机的目标转速分成三段为例，当牵引电机的目标转速处于0～f1转速区时，应用脉宽调制模式m1，该转速段处于较低转速，是轨道车辆在爬坡、起停、怠速等工况的运行区域，选择采用常规的SVPWM或SPWM脉宽调制技术，该调制模式可以有效降低低速谐波含量，对于低速时轨道车辆的性能，具有较大的提升；当牵引电机的目标转速处于f1～f2转速区，应用脉宽调制模式m2，该转速段处于中速，是轨道车辆正常中低速行驶工况经常运行的区域，选择采用非连续脉宽调制方式，以减少开关次数；当牵引电机的目标转速处于f2～f3转速区，应用脉宽调制模式m3，该转速段处于较高转速，是轨道车辆在高速行驶工况时的运行区域，选择采用非连续脉宽调制技术且采用同步调制技术。
由此，采用连续脉宽调制技术和非连续脉宽调制技术进行组合，随着目标转速升高同时升高功率器件的开关频率，合理应用载波资源，进而能够有效减少功率模块的发热量。
在本发明的实施例中，上述控制方法(即步骤S1～S3)可只通过数字信号处理芯片(即DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)芯片)实现。
目前，多模式混合调制技术多是基于FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)/CPLD((Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)来实现，其控制系统结构多是“DSP+FPGA”的模式，即电机控制算法采用DSP实现，脉宽信号生成和逻辑判断采用FPGA来实现。然而，这类实现方式需要采用两种控制芯片，需要同时开发两种芯片的工程数字实现，协调两种芯片的交互配合，虽然提高了SHEPWM实现的精度和灵活性，但大大增加了系统的硬件成本，同时增加了软件开发的难度，其使用具有一定的复杂性。
由此，相较于现有采用“DSP+FPGA”的技术，本发明仅采用DSP实现上述控制方法，即电机控制算法和脉宽的生成均由DSP来实现，使得控制更加简单易于实现。
在本发明的实施例中，非连续脉宽调制技术可以为SVPWM五段式脉宽调制技术，以使牵引变流器的一个桥臂在一个周期内不动作。
具体地，非连续脉宽调制技术就是将SVPWM的七段式的脉宽调制改进成五段式的脉宽调制，形成非连续的脉宽发波方式，使其在一个周期内有一个桥臂不产生动作，如图5所示，由此能够减少开关次数。
在本发明的一个实施例中，在生成第一脉宽调制信号、第二脉宽调制信号和第三脉宽调制信号时，可采用单周期多次电流采样多次占空比更新机制，以尽量用较少的开关次数换取较高的控制性能。
具体而言，传统SVPWM或SPWM基本上都是采用单周期单次电流采样单次占空比更新，如果将DSP芯片的计数方式设置为递增递减的模式，则会形成三角载波，电流采样往往在周期计数器的上溢点或下溢点采样一次，然后在下一个周期的周期计数器的上溢点或下溢点占空比进行更新一次，从而形成单周期单次电流采样单次占空比更新的方式，如图6所示。如果将DSP芯片计数方式设置为递增递减的模式，电流采样在周期计数器的上溢点和下溢点或其他设定位置进行多次采样，然后在同个周期的周期计数器的上溢点或下溢点或其他设定位置进行多次占空比更新，则会形成单周期多次电流采样多次占空比更新，这样可以有效缩短控制的时间，图7示出了一种单周期两次电流采样两次占空比更新的方式。
在本发明的一个实施例中，如图8所示，第一速度区间0～f1包括第一速度段0～f01、第二速度段f01～f02和第三速度段f02～f1，其中，当目标转速处于第一速度段0～f01时，采用第一开关频率fws1进行脉宽调制，其中，fsw1为定值；当目标转速处于第二速度段f01～f02时，采用第二开关频率fsw2进行脉宽调制，其中，fsw2与目标转速呈正比，且fsw2＞fsw1；当目标转速处于第三速度段f02～f1时，采用第三开关频率fsw3进行脉宽调制，其中，fsw3为定值，且fsw3＞fsw2。
可选地，f01的取值为400～600rpm，如500rpm；f02的取值为700～900rpm，如800rpm；f1的取值为1100～1300rpm，如1200rpm；fsw1的取值为250～350Hz，如300Hz；fsw3的取值为1200～1700Hz，如1500Hz。
具体地，如图8所示，当目标转速处于0～f01速度段，f01的设定根据实际情况来定(如设定为电机500rpm)，采用较低的开关频率fsw1(如设定为300Hz)；当目标转速处于f01～f02速度段，f02的设定根据实际情况来定(如设定为电机800rpm)，采用渐变开关频率fsw2(如设定为300Hz→1.5kHz线性增大)；当目标转速处于f02～f1速度段，f1的设定根据实际情况来定(如设定为电机1200rpm)，采用较固定的开关频率fsw3(如设定为1.5kHz)。
进一步地，如图9所示，当目标转速处于第二速度区间f1～f2时，采用第三开关频率fsw3进行脉宽调制。
其中，f2的取值可为1800～2200rpm，如2000rpm；
具体地，如图9所示，在对脉宽调制模式m2的具体实施过程中，采用固定载波的方式(如开关频率设定为1.5kHz)。该调制模式对降低开关损耗具有明显的效果，对电机控制器的运行效率具有较大的提升。因为开关频率降低了，可以有效降低控制器的结温，提高电机控制器的可靠性。
更进一步地，如图10所示，第三速度区间f2～f3包括第四速度段f2～f21、第五速度段f21～f22和第六速度段f22～f3。其中，当目标转速处于第四速度段f2～f21时，采用第四开关频率fsw4进行脉宽调制，其中，fsw4＝k1*fw+fsw0；当目标转速处于第五速度段f21～f22时，采用第五开关频率fsw5进行脉宽调制，其中，fsw5＝k2*fw+fsw0；当目标转速处于第六速度段f22～f3时，采用第六开关频率，fsw6进行脉宽调制，其中，fsw6＝k3*fw+fsw0；其中，k1为第一载频比，k2为第二载频比，k3为第三载频比，fw为目标转速，fsw0为定值，且k1＞k2＞k3，fsw0＜fsw3。可选地，k3＞TBD，其中，TBD为预设参数。
可选地，f21的取值为2800～3200rpm，如3000rpm；f22的取值为3800～4200rpm，如4000rpm；f3的取值为4400～4600rpm，如4500rpm，f3为牵引电机的最高目标转速。
具体地，如图10所示，当目标转速处于f2～f21速度段，f2的设定根据实际情况来定(如设定为电机2000rpm)，采用载频比为k1，载波的设定遵循曲线fsw4＝k1*fw+fsw0；当目标转速处于f21～f22速度段，f21的设定根据实际情况来定(如设定为电机3000rpm)，采用载频比为k2，载波的设定遵循曲线fsw5＝k2*fw+fsw0；当目标转速处于f22～f23速度段，f22的设定根据实际情况来定(如设定为电机4000rpm)，采用载频比为k3，载波的设定遵循曲线fsw6＝k3*fw+fsw0。
此种模式下，载波比遵循关系：k1＞k2＞k3＞TBD，TBD根据实际情况来设定，比如可以设定为6。当载波资源较为充分时，可以设定的较大；当载波资源较为紧张时，可以设定的较小。
综上所述，本发明的控制方法多脉宽混合调制技术不采用较低倍频的特殊同步调制和方波控制阶段，同时也省去了倍频间切换(7倍频向5倍频，5倍频向3倍频)、由3倍频向方波切换过程的，在功率模块允许的范围内保证一定的载频比，且充分应用各种脉宽调制技术进行组合，合理应用载波资源，在控制发波方式上进行双电流采样双占空比更新的方式，能减少开关次数。另外，该方法简单易行，只需对DSP进行操作，充分利用DSP的资源，减少硬件成本和软件开支，同时可以与新能源车辆驱动控制技术相互借鉴。
图11是根据本发明一个实施例的轨道车辆牵引电机的控制装置的结构框图。
如图11所示，该控制装置10包括存储器11、处理器12及存储在存储器11上并可在处理器12上运行的计算机程序13，处理器12执行计算机程序13时，实现上述的轨道车辆牵引电机的控制方法。
本发明实施例的轨道车辆牵引电机的控制装置，在其存储器上存储的与上述轨道车辆牵引电机的控制方法对应的计算机程序被处理器执行时，能够减小牵引电机控制的复杂性，便于牵引电机控制产品的开发。
图12是根据本发明另一个实施例的轨道车辆牵引电机的控制装置的结构框图。
如图12所示，该控制装置40包括获取模块41、判断模块42和控制模块43。
其中，获取模块41用于获取牵引电机的目标转速；判断模块42用于判断目标转速所处的速度区间，其中，速度区间至少包括第一速度区间0～f1、第二速度区间f1～f2和第三速度区间f2～f3；控制模块43用于根据目标转速所处的速度区间生成相应的脉宽调制信号，并将脉宽调制信号发送至牵引变流器，以通过牵引变流器驱动牵引电机，其中，如果目标转速处于第一速度区间0～f1，则生成第一脉宽调制信号，如果目标转速处于第二速度区间f1～f2，则生成第二脉宽调制信号，如果目标转速处于第三速度区间f2～f3，则生成第三脉宽调制信号，其中，第一脉宽调制信号包括采用SVPWM或者SPWM脉宽调制技术所调制的信号，第二脉宽调制信号包括采用非连续脉宽调制技术所调制的信号，第三脉宽调制信号包括采用非连续脉宽调制技术且采用同步调制技术所调制的信号。
需要说明的是，本发明实施例的轨道车辆牵引电机的控制装置的其他具体实施方式，可参见本发明上述实施例的轨道车辆牵引电机的控制方法的具体实施方式。
根据本发明实施例的轨道车辆牵引电机的控制装置，根据牵引电机的目标转速所处的速度区间生成相应的脉宽调制信号，以控制牵引变流器驱动牵引电机，由此能够减小牵引电机控制的复杂性，便于牵引电机控制产品的开发。
图13是根据本发明实施例的轨道车辆的结构框图。
如图13所示，该轨道车辆100包括牵引电机20、牵引变流器30和上述实施例的轨道车辆牵引电机的控制装置10或者轨道车辆牵引电机的控制装置40(图13以包括轨道车辆牵引电机的控制装置10为例示出)。其中，轨道车辆牵引电机的控制装置10或者轨道车辆牵引电机的控制装置40用于控制牵引变流器30，以通过牵引变流器驱动牵引电机。
具体地，轨道车辆牵引电机的控制装置10或者轨道车辆牵引电机的控制装置40根据牵引电机20的目标转速生成相应的脉宽调制信号，根据该脉宽调制信号对牵引变流器30进行控制，进而通过牵引变流器30驱动牵引电机20。
本发明实施例的轨道车辆，采用上述的轨道车辆牵引电机的控制装置，能够减小牵引电机控制的复杂性，便于牵引电机控制产品的开发。
另外，本发明实施例的轨道车辆的其他构成及作用对本领域的技术人员来说是已知的，为减少冗余，此处不做赘述。
需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种轨道车辆牵引电机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取所述牵引电机的目标转速；
判断所述目标转速所处的速度区间，其中，所述速度区间至少包括第一速度区间0～f1、第二速度区间f1～f2和第三速度区间f2～f3；
根据所述目标转速所处的速度区间生成相应的脉宽调制信号，并将所述脉宽调制信号发送至牵引变流器，以通过所述牵引变流器驱动所述牵引电机，
其中，如果所述目标转速处于所述第一速度区间0～f1，则生成第一脉宽调制信号，如果所述目标转速处于所述第二速度区间f1～f2，则生成第二脉宽调制信号，如果所述目标转速处于所述第三速度区间f2～f3，则生成第三脉宽调制信号，其中，所述第一脉宽调制信号包括采用SVPWM或者SPWM脉宽调制技术所调制的信号，所述第二脉宽调制信号包括采用非连续脉宽调制技术所调制的信号，所述第三脉宽调制信号包括采用非连续脉宽调制技术且采用同步调制技术所调制的信号；
所述第一速度区间0～f1包括第一速度段0～f01、第二速度段f01～f02和第三速度段f02～f1，其中，
当所述目标转速处于所述第一速度段0～f01时，采用第一开关频率fws1进行脉宽调制，其中，fsw1为定值；
当所述目标转速处于所述第二速度段f01～f02时，采用第二开关频率fsw2进行脉宽调制，其中，fsw2与所述目标转速呈正比，且fsw2＞fsw1；
当所述目标转速处于所述第三速度段f02～f1时，采用第三开关频率fsw3进行脉宽调制，其中，fsw3为定值，且fsw3＞fsw2。
2.如权利要求1所述的轨道车辆牵引电机的控制方法，其特征在于，在生成所述第一脉宽调制信号、所述第二脉宽调制信号和所述第三脉宽调制信号时，在每个周期内，进行多次电流采样，以对占空比进行多次更新。
3.如权利要求1所述的轨道车辆牵引电机的控制方法，其特征在于，所述非连续脉宽调制技术为SVPWM五段式脉宽调制技术，以使所述牵引变流器的一个桥臂在一个周期内不动作。
4.如权利要求1所述的轨道车辆牵引电机的控制方法，其特征在于，当所述目标转速处于所述第二速度区间f1～f2时，采用所述第三开关频率fsw3进行脉宽调制。
5.如权利要求4所述的轨道车辆牵引电机的控制方法，其特征在于，所述第三速度区间f2～f3包括第四速度段f2～f21、第五速度段f21～f22和第六速度段f22～f3，其中，
当所述目标转速处于所述第四速度段f2～f21时，采用第四开关频率fsw4进行脉宽调制，其中，fsw4＝k1*fw+fsw0；
当所述目标转速处于所述第五速度段f21～f22时，采用第五开关频率fsw5进行脉宽调制，其中，fsw5＝k2*fw+fsw0；
当所述目标转速处于所述第六速度段f22～f3时，采用第六开关频率，fsw6进行脉宽调制，其中，fsw6＝k3*fw+fsw0；
其中，k1为第一载频比，k2为第二载频比，k3为第三载频比，fw为所述目标转速，fsw0为定值，且k1＞k2＞k3，fsw0＜fsw3。
6.如权利要求5所述的轨道车辆牵引电机的控制方法，其特征在于，f01的取值为400～600rpm，f02的取值为700～900rpm，f1的取值为1100～1300rpm，f2的取值为1800～2200rpm，f21的取值为2800～3200rpm，f22的取值为3800～4200rpm，f3的取值为4400～4600rpm，fsw1的取值为250～350Hz，fsw3的取值为1200～1700Hz。
7.一种轨道车辆牵引电机的控制装置，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-6中任一项所述的轨道车辆牵引电机的控制方法。
8.一种轨道车辆牵引电机的控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取所述牵引电机的目标转速；
判断模块，用于判断所述目标转速所处的速度区间，其中，所述速度区间至少包括第一速度区间0～f1、第二速度区间f1～f2和第三速度区间f2～f3；
控制模块，用于根据所述目标转速所处的速度区间生成相应的脉宽调制信号，并将所述脉宽调制信号发送至牵引变流器，以通过所述牵引变流器驱动所述牵引电机，
其中，如果所述目标转速处于所述第一速度区间0～f1，则生成第一脉宽调制信号，如果所述目标转速处于所述第二速度区间f1～f2，则生成第二脉宽调制信号，如果所述目标转速处于所述第三速度区间f2～f3，则生成第三脉宽调制信号，其中，所述第一脉宽调制信号包括采用SVPWM或者SPWM脉宽调制技术所调制的信号，所述第二脉宽调制信号包括采用非连续脉宽调制技术所调制的信号，所述第三脉宽调制信号包括采用非连续脉宽调制技术且采用同步调制技术所调制的信号；
所述第一速度区间0～f1包括第一速度段0～f01、第二速度段f01～f02和第三速度段f02～f1，其中，
当所述目标转速处于所述第一速度段0～f01时，采用第一开关频率fws1进行脉宽调制，其中，fsw1为定值；
当所述目标转速处于所述第二速度段f01～f02时，采用第二开关频率fsw2进行脉宽调制，其中，fsw2与所述目标转速呈正比，且fsw2＞fsw1；
当所述目标转速处于所述第三速度段f02～f1时，采用第三开关频率fsw3进行脉宽调制，其中，fsw3为定值，且fsw3＞fsw2。
9.一种轨道车辆，其特征在于，包括：
牵引电机；
牵引变流器；以及
如权利要求7或8所述的轨道车辆牵引电机的控制装置，所述轨道车辆牵引电机的控制装置用于控制所述牵引变流器，以通过所述牵引变流器驱动所述牵引电机。
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