高速列车目前主要采用成熟的异步牵引系统,随着铁路运量增加,对能耗的需求也越来越多,为了节约能源,需要进一步提高效率。随着永磁材料性能的提高与成本的降低以及控制技术的发展,同步牵引技术成为了研究热点。内置式永磁同步电机(IPM)由于功率密度大、效率和功率因数高等优势,成功应用于高速列车的同步牵引系统。本文针对内置式永磁同步牵引技术及其仿真系统展开研究。基于有限元软件建立了内置式永磁同步牵引电机有限元模型,根据起动转矩、效率、功率因数等要求优化电机的结构参数,并分析了永磁同步电机交直轴的交叉耦合效应对电机dq轴数学模型、电感参数以及转矩的影响。在此基础上,结合了变流器与永磁同步电机的矢量控制模型,融合了动车组牵引系统的恒速控制策略,建立了联合仿真模型。基于该联合仿真模型,进行了以下仿真分析:(1)对比分析了逆变器供电与正弦电源供电条件下电机的转矩、损耗和谐波等性能,为电机设计提供了帮助。(2)仿真了永磁同步牵引系统的一种过分相控制方法—Id-keeping过分相控制方法,其q轴电流指令为零,d轴电流保持不变,结果验证了该过分相控制方法的可行性以及优势,特别是在直流母线电压方面。(3)基于联合仿真模型分析了永磁同步电机的多电机协同控制策略,包括主从控制、并联控制、交叉耦合控制等方法,重点比较了并联控制与交叉耦合控制两种方法在列车各种工况下的性能,获得了适用于永磁同步牵引系统的多电机协同控制方法。