在交-直-交传动系统中,单相整流器输出直流电压存在频率为网侧电压频率2倍的脉动电压。当牵引电机定子频率在2倍电网频率附近时,该脉动电压将引起拍频现象,威胁列车的安全稳定运行。目前,为抑制拍频现象,常在直流侧并联LC谐振回路,该回路可以消除直流侧脉动电压,进而实现拍频现象抑制。但LC谐振回路的体积和重量较大,不符合牵引系统轻量化的需求。因此,为了实现牵引变流器高功率密度化,研究一种在无LC谐振回路、满足工程化要求的拍频抑制算法具有重要的理论和工程应用价值。本文以高速列车牵引系统为研究对象,以牵引电机矢量控制与多模式调制算法为基础,以抑制牵引电机拍频现象为目标,开展高速列车牵引系统无LC谐振回路拍频抑制算法研究。首先,介绍了牵引逆变器的拓扑、数学模型和工作原理,构建了三相异步电机在自然坐标系下的数学模型,并以简化模型为目标,利用Clark和Park变换推导其在αβ坐标系和dq坐标下的表现形式。以此为基础,重点阐述了牵引电机磁场定向矢量控制算法以及逆变器多模式调制算法原理和实现方式,并开展Matlab/Simulink仿真验证。其次,根据异步电机等效电路模型,阐述异步电机相电压特性、阻抗特性和谐波转矩特性,揭示拍频现象的产生机理。同时,从理论上分析直流侧电压脉动引起异步电机在dq坐标系下的拍频特征,也即直流两倍频电压脉动将引起q轴定子电流脉动,且当定子频率越接近于2倍电网频率附近时,q轴电流脉动分量幅值将越大。然后,重点分析了调制度补偿算法、基于直流侧电压的频率补偿算法和基于q轴电流的频率补偿算法三种拍频抑制算法。通过Matlab/Simulink对这三种拍频抑制算法进行了仿真验证,仿真结果证明了这三种拍频抑制算法都能够在电机牵引、制动工况下抑制拍频现象,但调制度补偿在方波区不能实现拍频抑制。最后,介绍了RT-LAB半实物实验平台。对本文给出的基于直流侧电压的频率补偿算法、基于q轴电流的频率补偿方法和带LC谐振回路拓扑进行了半实物实验对比研究。半实物实验结果验证了两种频率补偿方法能够有效抑制逆变器-牵引电机系统的拍频现象。