随着我国高速铁路的迅猛发展,为进一步提高动车组的运行品质与列车动力学性能,使得牵引传动系统成为研究重点之一。牵引电机作为高速列车传动系统中动力驱动的重要部件,对于电机运行特性的研究一般仅考虑在理想正弦电压下,或者是非正弦电压供电时的基波分量,当逆变器向牵引电机供电时,电机所获得的电压或电流除基波分量外,还会含有较大的谐波分量。这些谐波分量不仅会使得电机能耗增加,其产生的谐波转矩会引发转子振动噪声、缩短电机寿命以及转向架部件的高频激振。因此,本文考虑牵引电机谐波转矩的影响,对齿轮箱体、牵引电机及构架等转向架关键部件的振动特性进行研究,主要内容如下:首先,考虑电机转子、主从动齿轮和车轮负载建立传动系统简化模型;依据SPWM控制原理推导三相逆变器输出相电压双重傅里叶级数表达式,并建立异步电机等值电路,推导计算等值电路中谐波电流、稳定谐波转矩及振动谐波转矩。其次,基于车辆系统动力学理论建立包括柔性齿轮箱体与柔性轮对在内的刚柔耦合动力学模型,并通过平稳性计算检验模型的合理性与准确性;基于直接转矩控制理论,依次介绍低速、高速以及弱磁三个速度区间内的控制方案,建立牵引电机全速度控制模型,并在此基础上,利用Simulink与Simpack联合仿真平台建立机电耦合模型。然后,对有、无谐波转矩输入模型在匀速工况下分别做仿真运算,对比分析齿轮箱体不同测点、牵引电机、构架等转向架关键部件的振动位移与振动加速度;分析各部件在不同速度区间匀速工况下受6倍基波频率谐波转矩影响情况,以及在不同速度区间加速工况下,对各部件振动特性进行时频分析。最后,考虑轮轨激励、车辆结构振动与谐波转矩等因素耦合作用,通过机电联合仿真,对牵引电机悬挂节点径向刚度、轴向刚度及阻尼参数在不同量级区间内取值分析,研究电机悬挂参数变化对转向架关键部件振动特性及车辆动力学性能的影响,并给出合适悬挂参数取值区间,减小部件振动以及抑制电机谐波、车轮多边形等外部因素引起的高频激振。