高速列车牵引系统是列车的动力来源,也是保证列车快速、稳定运行的关键结构,其主电路包括牵引变压器、单相三电平四象限整流器、中间直流环节、三电平逆变器和牵引电机。论文首先介绍了高速列车牵引系统的组成和功能,用永磁同步电机替代传统的三相异步电机,作为牵引电机,利用Matlab/Simulink搭建高速列车牵引系统仿真模型,针对牵引变流器、牵引电机的控制策略和同步控制算法进行研究,并对控制算法进行比较和仿真验证。四象限整流器采用SPWM调制,以及预测电流控制策略,三电平逆变器部分采用直接转矩控制系统来驱动永磁同步电机。该系统能根据CRH3型动车组的牵引、制动特性曲线模拟动车组牵引、惰性、制动等运行工况,实现了动车组在不同速度下的稳定运行。仿真结果表明,在转速指令变化时,电压波动较小,速度变化平滑,具有较好的静态和动态性能。牵引工况下,利用直接转矩控制使牵引电机的输出转矩很好地跟踪转矩指令,在低速运行时按恒力矩运行。自动运行时,牵引系统能根据速度指令设定值,当前区域限速和动车组运行状态等信息自动计算控制指令,使动车组恒功率运行。制动工况下,牵引系统根据制动力矩对牵引电机实施再生制动,将能量回馈电网。在各个工况相互切换时,利用滞环控制,实现控制指令的平滑过渡,避免转矩、速度的较大波动。在实现单台牵引电机稳定控制的基础上,采用基于相邻耦合误差的多电机同步控制算法对一个动力单元的多台牵引电机进行同步运行控制,使四台电机转速始终保持协调一致。并将该算法与其他同步控制算法比较,结果表明,该同步控制算法收敛速度快,抗干扰能力强。