计及弓网接触电阻的车网电气特性分析论文.docx

研究生优秀毕业论文
西南交通大学曲南父逋大罕
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学位论文作者签名:文Ij乃杯 指导教师签氰撕
日期:2汐79,r、7 日期: 劢唧
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西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明
本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下:
(1)本论文采用MATLAB/Simulink软件建立了CRH2型动车组模型和牵引网多导体传输线等效兀模型,并实现了车网联合仿真。仿真结果与理论值对比验证了所建车网耦合模型的有效性。然后将电流源接入牵引网中,分析牵引网位置、牵引网长度、机车位置对牵引网谐波谐振的影响,并在相同条件下对车网模型进行仿真,分别分析了电流源和实际机车模型接入牵引网时的谐波放大规律;分析牵引网长度、机车位置、机车数量、机车功率等因素对牵引网首端谐波电流和谐波电压总畸变率的影响。
(2)选取合适的弓网接触电阻理论计算模型,分析弓网接触力、电流和车速对接触电阻的影响规律,将静态接触电阻接入车网联合仿真模型中,研究接触电阻对车网电压电流的影响。
(3)通过建立弓网仿真模型,求解列车运行过程中的时变接触压力,通过在车网 Simulink模型中嵌入程序开发模块实现“”的联合仿真,分析动态接触电阻对机车和牵引网电压、电流的影响。
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。
学位论文作者签名:划乃橡
日期:砌压·殳7
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西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页
摘 要
重载和高速是我国铁路发展的主要方向,随着我国高速铁路的大量开通运行和交直交型动车组的大量采用,电力机车和牵引网之间的电气参数匹配问题显得更加重要。在以往的研究中,较多将动车组简化为电流源模型,不能具体的描述机车的电气特性, 且弓网间的接触电阻也未被考虑。针对这些问题,本文做了以下三部分工作:第一部分是采用AT供电系统和CRH2型动车组为研究对象,搭建车网联合电气仿真模型,研究了动车组谐波分布特性及谐振规律;第二部分是引入弓网接触电阻计算模型,研究了速度、接触压力、电流等因素对接触电阻的影响;第三部分是将接触电阻添加到机车仿真模型中,分析了不同车速、接触压力引起的接触电阻对动车组和牵引网电压、电流的影响。
首先,分析了AT供电方式下的牵引网络结构特性,根据经典Carson理论和多导体传输线理论建立了牵引网多导体传输线等效兀模型。根据交直交型电力机车的牵引变流器工作原理和谐波产生原理,分析了CRH2型动车组的谐波电流分布特性,建立了CRH2型动车组模型,并在MATLAB/Simulink仿真软件中实现了车网电气联合仿真。然后,结合车网仿真模型,分析了谐波电流源和CRH2型动车组在相同条件下注入牵引网中的谐波电流引起的谐振情况的异同,实验结果表明,采用谐波电流源接入时,对其谐波放大倍数的计算较为保守。同时,分析了不同工况下的牵引网首端电流和电压谐波畸变率,其结论表明:牵引网首端谐波电流和谐波电压的总畸变率随牵引网长度的增加而降低,随机车离牵引变电所距离的增加而下降;牵引网首端谐波电流总畸变率随机车数量的增加而减小,但牵引网首端谐波电压总畸变率则随机车数量的增加而不断增大;牵引网首端谐波电流的总畸变率随机车功率的增大而减小,但是牵
引网首端谐波电压总畸变率则随机车功率的增大而增大。接着,选取国内外专家通过电接触实验推导出的弓网接触电阻模型,分析了电流、
弓网接触力和车速对接触电阻的影响规律,研究结论表明:接触电阻随车速的增加而增大,随电流的增加而减小,且电流越小,接触电阻的变化越敏感。并将静态接触电阻引入车网联合仿真模型中,分析了考虑弓网接触电阻的车网电压和电流特性,其结论表明,引入接触电阻仅引起车网电压和电流的微小改变。
最后,为考虑接触压力的不光滑特性,通过建立弓网仿真模型,求解列车运行过程中时变接触压力,研究了车速和电流对弓网动态接触电阻的影响,通过在车网 Simulink模型中嵌入程序开发模块实现“动车组一接触电阻一牵引网”联合仿真,并研究了动态接触电阻对机车取流、机