近些年来,大功率永磁同步电机传动系统在冶金、电动汽车、地铁牵引等工业生活中的应用越来越广泛。基于散热限制,大功率传动系统功率器件的开关频率需要设置的很小,即系统的载波比很低,以有效降低系统的开关损耗。在低载波比情况下,如果采用传统的调制技术,逆变器输出电压的谐波含量将会增大,对电机的性能造成很大影响。针对低载波比情况下大功率永磁同步电机控制系统中系统谐波问题,本文提出了采用基于开关角直接调制的优化PWM调制技术来实现电机控制,以实现对系统谐波的有效消减。主要内容有以下几个方面:首先,通过对逆变器输出电压的傅里叶分析,对特定谐波消除法、特定谐波消弱法、电流谐波最优法三种基于开关角直接调制的优化PWM调制机理进行了分析,并分别给出其谐波消减约束方程。根据永磁同步电机的数学模型,构建基于特定谐波消减调制技术(SHMPWM)的永磁同步电机矢量控制系统,给出利用SHMPWM控制电机的实现方法。其次,针对优化PWM调制技术约束方程开关角求解问题,在分析粒子群算法和遗传算法等传统智能算法的基础上,提出一种基于复合矢量与控制参数相结合的进化算法。经过对比研究,证明本文所提算法能有效提高开关角求解的全局搜索能力和收敛速度。然后,基于SHMPWM等优化PWM调制技术系统动态性能差的问题,提出动态时采用SVPWM调制、稳态时采用SHMPWM的混合调制技术以满足系统的动、静态性能。并进行仿真研究,验证混合调制技术的有效性和可行性。最后,搭建三电平逆变器传动系统的实验平台,对优化PWM调制算法的性能进行研究。在此基础上,利用特定谐波消弱调制技术对低载波比情况下永磁同步电机系统进行了实验研究;从逆变器输出谐波含量、电机电流谐波含量、电机动、静态性能等方面对所提出的调制技术进行实验评价。