随着轨道交通行业的快速发展,作为高铁、动车组最主要的动力单元,异步电动机节能降耗的重要性日益凸显出来。传统磁链控制方式能够保证具有良好的响应效果,但电机在轻载工况下仍会产生较大的损耗,并且由于动车组站间运行时间的1/3甚至更多的时间处于惰行轻载状态,异步电动机将持续处于低效率下工作。针对电机轻载低效的问题,本文在总结国内外异步电动机效率优化控制策略的研究与应用现状的基础上,围绕基于损耗模型的效率优化控制策略展开研究工作,论文的研究思路及成果如下。本文以异步电动机矢量控制基本理论为出发点,为了使异步电机效率优化控制策略的数字化实现成为可能,在传统忽略铁耗的数学模型基础上,研究并建立了异步电动机两相静止坐标系下考虑铁耗的数学模型。分析了异步电动机可控损耗的组成,研究并建立了旋转坐标系下电机损耗模型,为基于损耗模型的效率优化控制策略的实现提供了理论依据。在异步电动机损耗模型的基础上,以电机可控损耗最小为控制目标,研究和分析了基于损耗模型的效率优化控制策略的磁链优化指令,并针对其随电机转速、转矩的变化趋势进行详尽的分析和阐释。除此之外,将基于损耗模型的磁链优化控制下的电机损耗、电机效率同传统磁链控制方法进行对比,凸显其整体优化效果,解决了传统磁链控制方法的轻载低效问题。为了能够保证基于损耗模型的磁链优化指令的准确控制,提出了改进电压型磁链观测方法,取代了传统方法的纯积分环节,解决了其直流偏置、积分饱和等问题,并提出了相应的相位和幅值补偿的措施,实现了转子磁场定向矢量控制下磁链的准确控制,保证了在电机全速度范围内磁链观测的准确性,易于工程实现。参与了我国首列混合动力动车组牵引传动系统的自主研制,搭建了混合动力动车组的牵引传动系统地面试验平台,介绍了异步电动机效率优化控制软件编写框架,借助MATLAB/Simulink仿真软件及地面试验平台对上述理论的可行性和有效性进行了逐一验证。