近年来,我国轨道交通事业迅速发展,高铁和地铁已经成为人们重要的出行交通工具。为了保障列车平稳运行,牵引传动系统的可靠性研究受到广泛了关注。状态监测技术作为可靠性研究的重要部分,可以有效的监测系统元件的老化程度,避免由于器件老化失效造成的系统停运以及其他安全问题。本文开展了直流侧支撑电容状态监测技术的研究,重点关注老化程度监测的有效性以及在牵引传动系统中的实用性。本文介绍了用于牵引传动系统的电容器的种类、老化机理以及老化特征参数。通过建立电容器等效电路模型,为后续电容器状态监测方法的研究提供理论基础。对现有的几种电容状态监测方法进行总结,搭建仿真模型进行验证,并分析几种方法优劣。本文重点对直流侧支撑电容电流进行了谐波分析,在此基础上提出了一种基于两个不同频率电流谐波的新型电容器状态监测方法。由于不同的拓扑结构、控制方式和变流器开关频率都会影响直流侧电流的谐波分布和谐波幅值。本文针对整流环节为三相不控整流和四象限整流两种电路拓扑进行直流侧电流谐波分析。分别研究整流器和逆变器产生的谐波,并对比其对直流侧电流谐波产生的影响。通过仿真结果可知,在特定频率下可用流入直流侧电流和流出直流侧电流估计电容电流谐波。本文分别在轻载和重载情况下进行直流侧电流谐波估算。谐波估算能够在不添加电容电流传感器的基础上计算出电容的谐波电流。根据计算得到的电流谐波,针对两种不同的电路拓扑结构进行基于两个频率电流谐波的状态监测方法的仿真验证,在时域和频域下进行了老化参数计算。通过计算结果可知,新提出的状态监测方法相较于傅里叶分析法具有精确度高、同时监测等效串联电阻和电容值两个老化参数的优点。在仿真中改变系统运行工况,在牵引和制动两种不同工况下基于两个不同频率电流谐波的状态监测方法的可行性。通过仿真可知,此方法适用于牵引和制动两个工况,具有较高监测精度。本文搭建了电容状态监测平台。实验平台的设计包括了主电路设计和模拟电容器老化电路设计。主电路设计包括拓扑和参数设计,通过添加整流器输入电流传感器计算整流器直流侧电流。根据已有电机传感器和逆变器开关序列计算逆变器直流侧电流,从而进行电流计算实现直流侧电流的重构。改变电容器的连接方式可以实现电容器老化特征参数的改变从而模拟电容器老化,以此进行电容状态监测方法的验证。最后,基于此实验平台验证了新提出的电容器状态监测方法。