窄轨机车是铁路及隧道工程等的重要牵引动力设备。在电动牵引领域，由于交流异步电机具有可靠性高、维护方便、转速高以及节能效果明显等优点，已逐步取代直流电机。我国目前仍以直流驱动电力机车为主，交流电机牵引机车大多引进国外技术。因而研发具备自主产权、适应市场需求、节能环保的电力机车交流传动系统具有重要意义。本文在中国电器科学研究院的支持下，自主研究开发适用于工矿架线窄轨机车的交流传动控制系统。 本文系统地分析了三相交流异步电机各种控制方法，结合电力机车对转矩的要求，创新性地提出最大转矩转差频率法，克服了传统转差频率法PI参数难以确定、电流—转差率曲线难以用单片机实现、输出转矩低于最大值等缺点。同时，对重载转矩及直流母线电压进行补偿，提高了牵引性能和系统的可靠性。 此外，基于MATLAB/SIMULINK仿真平台，本文对转速闭环最大转矩转差频率法进行了仿真验证，结果表明该方法具有快速的响应特性和较好的转矩输出特性，且在测速误差较大的范围内仍能较快、较好地实现平稳牵引控制。 在以上研究分析的基础上，本文利用Microchip公司高性价比的dsPIC30F芯片及其平台，完全自主开发了工矿架线电力机车交流传动系统控制器。该控制器除了实现最大转矩转差频率法外，还集成了电流、电压、温度等保护和补偿控制功能，设计了便于人机对话操作的外部控制端子。本文介绍了主要硬件电路，并详细分析了控制器软件主要功能程序的设计及实现。 最后，本文对开发的控制器进行了大量的试验。包括实验室在线调试，以及将控制器应用于三相电机进行现场试验。结果表明本文研发的电力机车交流传动系统输出电流具有良好的正弦特性，加减速过程控制平稳，输出力矩大，能够满足机车的工矿要求，将进一步推广应用。