目前,国内基本采用直流励磁同步发电机作为牵引发电机,三相异步电机作为牵引电动机这种技术成熟的内燃交-直-交牵引传动形式。随着永磁技术的迅猛发展,具备了应用于内燃机车的技术准备且日趋成熟。现在电传动永磁同步牵引系统在城市轨道交通领域逐步得到应用,首台内燃永磁同步电机牵引系统也已经完成现场调试。本文以某企业小功率内燃机车永磁同步牵引传动系统为背景,针对现场调试过程中存在的一些问题,对牵引传动系统进行优化改进。目前主要存在如下两个问题:第一,在牵引系统主电路的选择上存在缺陷,企业原始设计采用不控整流,导致中间直流环节电压与柴油机转速近似正比,造成了当机车所需牵引功率较小的情况下,随着机车速度的提高,仍然需要提升柴油机转速以保证系统弱磁的进行,无法保证柴油机运行工况的稳定性和柴油机的经济性。第二,在机车起动阶段和机车速度变化较快时,存在柴油机憋停的现象。本文针对以上两个问题进行研究,对永磁同步牵引系统进行改进。首先从整车网络结构和牵引控制系统网络结构两部对永磁同步内燃机车网络控制系统进行研究。通过相关计算验证网络控制系统控制周期的合理性,利用仿真的手段分析时延对牵引系统网络控制实时性的影响;其次,将不控整流牵引系统改进为PWM脉冲整流牵引传动系统,并对发电系统控制器及控制策略进行设计,以保证与传统内燃机车相同,在司控器牵引手柄位一定(即牵引功率一定)时,柴油机转速和输出功率为恒定值,同时还可以保证在全速范围内电动机牵引系统弱磁的需求;然后,对永磁同步电动机牵引系统进行改进,采用合理的控制策略实现系统弱磁,使其具有较宽的调速范围且具有较好的动态特性,保证内燃机车的运行需求。最后,本文针对柴油机憋停问题,结合现场调试过程中存在直流母线过流故障的现象,对在低负荷情况下由于牵引电动机矢量控制性能不佳造成柴油机憋停的原因进行分析。即在起动阶段以及机车速度变化较快时,电动机牵引系统的调节特性较差,导致直流母线电流过流,从而造成在低负荷下柴油机输出功率急剧变化,最终导致柴油机憋停。利用Matlab/Simulink软件搭建改进后的永磁同步牵引传动系统仿真模型,验证改进后系统设计的合理性,并对造成柴油机憋停的原因进行验证。