随着我国重载机车的快速发展,如何提高轮轨间的黏着利用变得尤为重要。良好的轮轨接触关系不仅能够有效提高机车运行性能,对于延长机车寿命以及降低铁路维修费用同样具有重大意义。当黏着利用不足时,轮轨间将会产生复杂的动力学行为,影响机车运行安全。因此,深入研究轮轨黏着特性,揭示轮轨黏着状态变化与牵引电机定子输出特性之间关系,对于进一步认识轮轨黏着以及重载机车黏着优化与牵引电机协同控制等领域具有一定的理论意义与工程应用价值。本文主要研究内容如下:（1）根据异步电机数学表达式,并结合MATLAB/Simulink相关模块,搭建了牵引电机本体仿真模型;此外,在分析异步电机直接转矩控制原理的基础上,建立了全速域直接转矩控制模块。将两种模块分别封装并组合,构造了牵引电机全速域直接转矩控制仿真系统。通过改变给定转速以及负载转矩,得到电磁转矩、转速以及定子三相电流在牵引和制动两种工况下的运行结果,通过对其输出特性的分析,证明了所搭建系统的可行性。（2）为了解机车打滑时驱动系统的动力学行为,建立了轮对-电机、车体-轮对四自由度简化模型。通过分析各物体间的相互作用力,建立了四自由度运动微分方程组。采用数值求解方法,得到轮对纵向振动速度与位移时间历程图以及驱动系统扭转振动角速度和角位移时间历程图。结果表明:当机车打滑时驱动系统将发生自激扭转振动。此外,为研究机车黏着状态变化时,轮对自激扭转振动规律,建立了从动齿轮-左侧车轮-右侧车轮三自由度简化模型,通过数值仿真,得到了轮对自激扭转振动相图。结果表明:当左右侧车轮同时处于黏滑特性曲线负斜率段时,轮对将会发生自激扭转振动。特别地,当平均滑动率增大时,自激扭转振动幅值越大。（3）在MATLAB/Simulink中,将搭建完成的轮对黏滑振动模型与牵引电机控制模型相结合。利用快速傅里叶变换（FFT）得到牵引电机在黏滑曲线上升段以及负斜率段两种工况下的定子A相电流幅频响应以及相频响应。通过对比分析不同工况下的电流幅频响应图以及相频响应图,得到了牵引电机定子输出特性与机车黏着状态之间的关系。研究结果表明:当机车黏着处于黏滑特性曲线上升段时,在各频率下牵引电机定子电流振幅以及相位没有出现明显变化;当机车处于轮轨黏滑特性曲线负斜率段时,定子电流在各频率下的振幅和相位均发生一定变化。特别地,在高频下的定子电流,输出特性变化比较明显。从分析结果可知,当机车黏着状态发生变化时,牵引电机定子输出特性随之变化,并且平均滑动率越大时,定子电流输出特性变化越明显。（4）考虑到平均滑动率、等效阻尼以及刚度对轮对自激扭转振动的影响,在不同速度工况下,本文分别讨论了三种参数变化与牵引电机定子输出特性的关系。研究结果表明:当平均滑动率增大时,机车黏着状态变化对牵引电机输出特性的影响更加明显。特别地,在高频下的定子电流,随着平均滑动率的增大,振幅以及相位的差异也越来越明显;另外,当机车轮对等效阻尼及刚度满足一定条件时,能够减弱机车黏着状态变化带给电机输出特性的影响。