城市轨道交通列车的核心模块为牵引系统,该系统是驱动列车行驶、实现能量转换与传递的重要组件。由于永磁同步电动机具有效率高、转速平稳、较强的过载能力和较高的功率因数等益处,永磁同步电动机作为新一代牵引电动机即将被应用在城市轨道交通列车上,并有极为广阔的前景。本文对使用永磁同步电动机担当牵引工作的城市轨道交通动车组牵引传动系统进行探讨,针对永磁同步电动机的控制和城市轨道交通动车组涉及到的牵引动力学进行了建模与仿真。依据永磁同步电动机及普遍用于工程实践中的矢量控制技术,针对无速度传感器控制方式建立了基于扩展卡尔曼滤波的矢量控制系统和基于旋转高频分量注入法的矢量控制系统,并进行仿真分析。本文详细叙述了永磁同步电机稳态工作特性,在其基础上对矢量控制系统中频繁使用的最大转矩电流比及弱磁控制策略进行印证,最后将永磁同步电动机控制策略与城市轨道交通动车组运行工况进行匹配与结合,在MATLAB中搭建了城市轨道交通永磁牵引系统仿真模型,对列车牵引过程进行仿真。本文对驱动永磁同步电动机时常常需要用到的无速度传感器控制方法进行了详尽的说明与分析,控制过程中应用到观测器对永磁同步电动机定子扩展磁链实施观测,利用通过观测得到的扩展磁链从而计算得到电动机输出的电磁转矩,进而实现矢量控制系统中针对转矩进行的精确的闭环控制;针对列车运行的不同速度阶段,提出了一种综合无速度传感器控制方案,并将其运用在所建立的列车牵引系统仿真模型中,仿真结果表明该方案在列车运行过程全速域中均能够较好的估算出电机的转速及转子的位置,转矩及转速估算方案将为城市轨道交通永磁牵引系统的实际构建提供重要依据。