矢量控制由于控制结构简单、动态响应快和低频转矩大等优点被广泛应用于电力机车的牵引传动场合。在容量越来越大的交流电机牵引传动系统中,为了降低器件的开关损耗、提高装置输出功率,需要降低器件的开关频率。低开关频率下,矢量控制系统的动态性能下降。如何在低开关频率下增强矢量控制系统的动态响应能力,是本文所要研究的内容。本文的主要工作有:简要介绍了异步电机的数学模型和矢量控制的基本工作原理,分析了低开关频率下数字控制延时的来源和数学模型,并推导了数字控制延时在旋转坐标系下的耦合效应。引入复矢量的概念,建立异步电机的复矢量模型,在复矢量模型的基础上分析了感应电机在低开关频率下的耦合问题。针对低开关频率下的数字控制延时问题提出一种基于电压矢量幅值和相位修正的延时补偿策略。在延时补偿的基础上提出一种改进型复矢量电流解耦控制策略,与完整的复矢量控制器相比,该策略在实现有效解耦的同时还简化了算法。设计了一种基于复矢量模型的电机定子基波电流观测器,该观测器能在电机运行的全速度范围内观测出定子电流的基波分量,从而实现SVPWM线性区到非线性区的平滑过渡。提出一种改进型电流采样方法,该方法配合基波电流观测使用可以明显增强控制系统的动态性能。利用Matlab/Simulink仿真工具对本文所提控制方案进行了仿真验证,搭建异步电机对拖实验平台,对本文所提的部分控制目标进行了实验验证。