电机动态负载实验系统作为研究设计城轨车辆传动系统的重要手段,对深入研究牵引传动系统构造、特性与参数设计,确定牵引变流器、控制策略与牵引电机间的参数的匹配特性与优化原则,具有重要的理论意义和实用价值。在系统分析城轨车辆牵引系统的负载特性基础之上,提出了基于直接转矩控制的电机动态负载实验方案,详尽分析了基于直接转矩控制策略的负载实验系统的结构,功能与控制策略。通过仿真验证了系统数学模型的正确性与控制方案的可行性。针对系统方案中存在的磁链观测器性能的不足与转矩脉动较大的问题,采用电压-速度模型改进定子磁链观测算法对观测器性能,同时引进空间矢量调制方式改善直接转矩控制负载系统的转矩脉动情况。通过仿真分析对比分析各控制策略,结果表明基于电压-速度模型的磁链观测器对定子电阻偏差与转速扰动具有较强的鲁棒性。引入空间矢量调制方式,则能够使得转矩的调节过程更加柔和,降低转矩脉动程度。在理论分析以及离线仿真研究的基础上,完成了基于dSPACE动态负载实验系统的硬件设计,并实现了仿真模型的实时改造。制作了工程样机,对其进行了调试,在不同工况下测试了负载系统的稳态特性与动态特性。实验结果表明,所设计的电机动态负载实验系统在不同工况下都能够实现动态加、减载,具有较快的响应特性。