在我国高速铁路迅速发展的背景下,机车真空断路器智能化已经成为研究的热点问题。同步控制是机车真空断路器智能化发展方向之一,而操动机构动作时间的分散性是影响同步分合精度的主要因素,因此通过控制系统的研究减小机车真空断路器动作时间分散性具有重要意义。本文以机车真空断路器新型电磁操动机构为控制对象,首先对其合闸过程动态特性进行分析,考虑到机车实际运行特点,电压和环境温度是导致电磁机构动作时间分散的主要原因,并针对以上两因素对电磁机构动作时间的影响进行研究。研究表明电压和温度变化对动作时间的影响是通过改变励磁线圈电流实现的,可以通过控制励磁线圈电流以减小机车真空断路器动作时间分散性。其次,建立了新型电磁操动机构数学模型,选择全桥电路拓扑结构作为储能电容放电电路,在Simulink中搭建了滞环控制系统,对电磁机构励磁线圈电流进行控制。仿真结果表明在理想情况下,通过滞环控制能够在电压和温度变化时将电磁机构合闸动作时间稳定在34ms附近,减少了电磁机构动作时间分散性。考虑到系统的固有延迟,实际励磁线圈电流波动变大,影响电磁操动机构合闸动作特性。最后,为了减小系统延迟对控制系统的影响,采用模型预测方法对全桥电路进行控制。搭建了模型预测控制系统,仿真结果表明在加入系统延迟后,励磁线圈实际电流仍能精确跟随参考电流,验证了预测控制器降低电磁机构动作时间分散性的可行性。并且预测控制系统对不同电流幅值下的开关频率控制,从而降低了系统整体的开关损耗。