随着我国高速铁路技术和城市轨道交通建设的迅速发展，电力牵引以其高效、便捷、清洁的特点正在广泛应用于高速铁路、城际铁路和城市轨道交通领域。但是目前我国高速铁路和城际铁路的供电制式主要为27.5kV/50Hz的交流牵引供电系统，而城市轨道交通工具是在直流1.5kV的牵引供电制式下运行的，为了实现三种轨道交通的互联，国外通常采用的是多流制列车，其中，以双流制列车为最常用的方式。因此，研制适用于不同供电制式的电力机车牵引供电系统具有重要的意义，而双流制电力机车牵引系统研究中的重难点则是在供电模式切换下电力机车内部的电磁暂态过程。本文介绍了双流制电力机车牵引传动电路的结构特点以及国外在供电模式切换下的过渡区的情况，并且和传统的CRH型动车组的结构进行了对比，然后研究了PWM整流器和逆变器的工作原理、控制方法和数学模型，使用Matlab建立了仿真模型，对双流制电力机车在稳态牵引工况下的整流器网侧电流、中间直流电压及电机的电压电流进行仿真，验证了设计方法的正确性，研究了电力机车再生制动的原理，并通过电力机车在再生制动情况下的仿真分析了整流器网侧电流谐波的情况。创新的分析了电力机车从交流接触网到直流接触网阶段供电模式切换的暂态过程，研究了切除空载变压器时产生的过电压的原因，并进行仿真验证。然后建立双流制电力机车在过渡过程的电路等效模型，通过数学推导特别分析了断开交流电源，惰行通过中间非带电区，再合上直流开关的暂态过程中的中间直流电压变化趋势，并进行了仿真验证。接着介绍了在过渡区的直流侧的直流滤波单元，如何对进入直流系统内的所有交流分量进行滤波，以降低切换过程中的电磁干扰。在电力机车从直流接触网到交流接触网阶段供电模式切换的暂态过程中，对电力机车的切换过程也建立了电路等效模型，重点分析了最后合上交流开关时谐波电流畸变率的问题。并且研究了多绕组空载变压器在经过直流电流引起的磁饱和状态下合闸时励磁涌流的特点，然后进行了仿真验证，最后提出一种采用感应滤波型隔离变压器来改善网侧谐波电流畸变率的新方案，并将其和传统的滤波方式进行了仿真对比，验证了方案的可行性。