永磁电机以其高效率和高功率密度等优势正成为下一代城市轨道交通牵引电机的一种优选方案。然而，受现有技术条件的制约，永磁电机牵引系统不得不从群控方式向轴控方式转变。这一转变将使得功率开关器件和电流传感器的使用数量急剧增加，进而导致系统可靠性下降。而传统的直接将故障逆变器及相关牵引电机从系统中切除的方式，很有可能导致列车牵引系统动力不足。另一方面，现代城市轨道交通牵引系统中普遍采用的再生制动方式显示了巨大的节能潜力。可是传统的基于邻车吸收的再生制动能量利用方式面临着再生制动能量可能无法完全吸收而导致制动电阻启动的问题。因此，安装车载储能装置已经成为一种普遍接受的解决方案。但是现有的能量管理策略基本上都是围绕储能装置来设计，而忽视了永磁电机的存在。基于上述考虑，本课题提出了一种新型城市轨道交通永磁电机牵引系统。该系统以永磁电机作为牵引电机，安装车载超级电容储能装置，在牵引电机和牵引逆变器之间增加一道容错桥，采用了多种新型控制策略，增强了城市轨道交通永磁电机牵引系统的可靠性，提高了城市轨道交通永磁电机牵引系统的效率。　　论文主要研究成果包括如下几个方面:　　1.阐述了课题的研究背景及其意义，深入而系统地综述了城市轨道交通系统的发展现状，重点介绍了城市轨道交通牵引系统相关关键技术的研究现状;　　2.提出了一种包括车载储能装置和容错型牵引模块的新型城市轨道交通永磁电机牵引系统，阐述了该系统各个组成部分的结构和工作原理;　　3.建立了城市轨道交通系统的驱动级、列车级、线路级多层次数学模型，基于MATLAB/Simulink搭建了城市轨道交通系统的多层次仿真模型，为城市轨道交通永磁电机牵引系统相关关键技术研究提供了虚拟的城市轨道交通运行环境，并通过仿真的方法验证了三种不同层次的数学模型;　　4.提出了多电机牵引系统逆变器桥臂故障时的容错控制策略，在牵引电机和牵引逆变器之间加入了容错桥，进而提出了容错型牵引模块，分别提出了“最小占空比跟踪法”和“不相邻选择原则”，解决了牵引模块公共桥臂的过流问题，增强了城市轨道交通永磁电机牵引系统应对牵引逆变器故障的能力，并通过实验验证了相关结论。　　5.分析了城市轨道交通永磁电机牵引系统电流传感器的故障情况，提出了相电流传感器故障情况下的容错控制策略，通过“最小电流偏差绝对值法”实现相电流重构，设计了容错型电流滞环控制器，增强了城市轨道交通永磁电机牵引系统应对电流传感器故障的能力，并通过实验的方法验证了相关结论。　　6.提出了升压型能量管理策略，通过有限升压的方法减小了永磁电机弱磁运行范围，降低了弱磁损耗，提高了城市轨道交通永磁电机牵引系统的节能效果，与传统型能量管理策略进行了对比，并进行了实验验证。　　7.基于dSPACE DS1103建立了城市轨道交通永磁电机牵引系统实验平台，设计了软硬件结合、多层次保护电路，编写了控制系统软件程序，为城市轨道交通永磁电机牵引系统关键技术的实验验证提供了硬件和软件基础。