随着我国高速列车的提速,列车系统的动态性能愈发复杂,特别是作为车辆主要动力源和牵引力主要传递部件的传动系统。在列车运行过程中,转速波动、驱动装置各部件振动等现象普遍存在,同时受牵引转矩影响较大。在快速发展的过程中遇到的问题,例如万向轴由于扭转产生的附加力矩、齿轮箱齿轮副之间的折断或振动等,这些问题的最终表现形式都为扭振问题,影响着高速列车整体的动力学性能。为解决以上提出的问题,本课题以高速列车的牵引传动系统为研究对象,分析了牵引传动系统的固有振动特性,对机电耦合传动系统进行了理论研究和仿真实验分析,研究工作主要为以下几个方面:(1)搭建了高速列车牵引传动系统机械结构的集中质量模型,建立了系统动力学模型,求解出了机械结构各部件的固有振动特性分别为:万向轴4.08Hz,小齿轮7.24Hz,大齿轮35.6Hz,轮对107.48Hz,分析结果表明:系统的固有振动特性得到大齿轮到轮对增长频率最快的结论,其增长幅度达到了66.9%。(2)利用MATLAB/Simulink软件搭建了逆变器-异步牵引电机系统仿真模型,进行了仿真实验,分析了在不同输入状态下牵引电机输出三相电压、三相电流及输出转矩的变化情况,分析结果表明了所搭建仿真模型的准确性。(3)搭建了列车机电耦合牵引传动系统的仿真模型,从机械结构参数和电气部分两个方面分析了影响列车牵引传动系统扭振的因素。从机械结构参数的角度,列车传动系统中小齿轮的转动惯量对系统固有振动特性的影响较大,而轮对的转动惯量几乎对系统无影响。从电气系统方面考虑主要为振荡谐波转矩方面的影响,通过理论分析和搭建仿真模型对系统谐波进行了分析,分析结果均表明电机输出中含有的5次、7次、11次和13次谐波成分最多,对耦合系统的扭振影响最大。(4)在对谐波分析的基础上,从电机的控制方法角度出发进行了控制方法改进,抑制了高速列车传动机电耦合系统的扭振。分析结果表明牵引系统的电机输出三相电流中5次和7次谐波成分最大,根据谐波的数学模型提出了抑制5次、7次谐波的方法,通过仿真验证了抑制方法的有效性。仿真结果表明输出转子转速和电磁转矩中的波动幅度减小,电流的频谱分析结果表明通过抑制后,5次谐波电流成分减少了约15%、7次谐波电流成分减少了约12%,验证了该扭振抑制方法的有效性。