电气化铁路牵引系统中电磁兼容的建模与仿真

电气化铁路牵引系统和信号系统之间存在着传导耦合、感性耦合、容性耦合、辐射耦合带来的4种电磁干扰。对直流牵引电机驱动系统的斩波器电流波形、输入阻抗、状态空间和交、直流变流器模型,以及交流牵引电机驱动系统的逆变器状态空间、频域模型、输入阻抗和直流侧谐波等进行建模与仿真分析,通过将电力模块的仿真模型与数学算式相结合,可以更清楚地了解干扰源对信号系统的影响。     

高速铁路车—网间电耦合阻抗特性及稳定性分析

基于多导体传输理论将AT牵引供电网等效为链式网络,每隔1km设置1个切面从而得到牵引供电网的Π型等效电路模型,再将高速列车的逆变器—电机系统简化为电阻负载,建立列车牵引传动系统模型,从而构成车—网系统模型;采用电流谐波检测法得到牵引供电系统的输出阻抗和网侧变流系统的输入阻抗,运用阻抗比的稳定性分析方法分析牵引变流系统的稳定性,并基于MATLAB软件仿真分析列车位置及其输入阻抗对变流系统失稳的影响。结果表明:当列车输入阻抗小于牵引供电系统输出阻抗时,车—网阻抗为强耦合,变流器控制参数设置不当会引起列车牵引系统不稳定;反之,车—网阻抗为弱耦合,此时列车牵引系统稳定。     

地铁永磁直驱牵引传动与动力学机电耦合半实物仿真研究

文章以地铁永磁直驱系统为对象,具体阐述了牵引传动与动力学机电耦合半实物仿真系统的设计与实现过程,首先建立地铁永磁直驱牵引传动系统主电路的“CPU+现场可编程门阵列(FPGA)”模型,将其与车载牵引控制器(TCU)实物进行联合调试仿真,并通过对比仿真结果与地面联调试验数据进行验模,仿真结果与设计目标转矩的相对误差满足±5%的要求;然后联合车辆动力学模型,搭建牵引传动与动力学机电耦合半实物仿真平台,通过牵引传动模型对车辆动力学模型施加电机转矩,并将车辆运行速度反馈给牵引传动模型,实现牵引传动和动力学的动态协同仿真。结果表明,车辆动力学响应可反映电机转矩脉动的影响,计算结果的频率成分更加丰富,更加符合真实情况,与单学科仿真相比更加具有优势。     

牵引电机共模等效电路建模及参数测试

为了精确计算牵引电机内部耦合电容,文章分析了牵引电机内部结构,建立了共模等效电路,并对耦合电容进行了解析计算和三维有限元仿真分析.通过与试验测试值的对比,证明解析计算对分析牵引电机轴承电腐蚀更具有工程意义.     

香港地区电气化铁路直流电力牵引系统电力电缆的雷电过电压分析

针对香港地区的电气化铁路直流电力牵引系统,采用电力系统仿真计算软件EMTP研究直流电力牵引系统中电力电缆上的雷电过电压.在分析直流电力牵引系统结构的基础上,分别构建接触网、支柱与其他竖直导体、绝缘子、避雷器和接地电极的电路仿真模型,搭建了1个完整的直流电力牵引系统EMTP仿真模型.在建模过程中考虑了土壤的非线性离子化特性和绝缘子的闪络特性.以香港地区某电气化铁路的牵引系统为例,计算不同雷击位置下电缆槽中电力电缆上的雷电过电压,分析发生绝缘闪络的风险和支柱接地电阻对电力电缆上雷电过电压的影响,建议降低支柱接地电阻以有效减小电力电缆上的雷电过电压.     

城市轨道交通车辆交流传动系统建模与仿真分析

介绍了城市轨道交通车辆交流牵引系统的结构,建立了各个关键部件如供电、牵引电机、整流、逆变、驱动控制、车辆动力学等的数学模型,并基于Matlab/Simulink软件建立了仿真模型.模型参数设置取自实验室的试验台架,控制方法采用转子定向的矢量控制.仿真结果与台架的试验数据基本吻合,验证了该模型的正确性.     

一种基于快扫描的牵引供电系统运行仿真方法

基于Matlab建立了一种城市轨道交通直流牵引供电系统的仿真方法,采用快扫描的方式不断地对仿真模型进行参数修改和调用,完成了对直流牵引供电系统的仿真。该方法不仅对牵引计算进行了统筹考虑,基于最快牵引策略进行了牵引计算,而且建立的牵引变电站的仿真模型是基于新型能馈式脉冲整流器,为城市轨道交通的新建和扩建提供了一种分析方法。     

牵引电机传动装置振动特性仿真分析

在传统的牵引电机传动系统研究中,通常将牵引电机传动装置视为刚性连接。本文考虑牵引电机悬挂吊杆橡胶关节的弹性及电机输出轴端与小齿轮连接轴的弹性,将牵引电动机传动系统简化为三刚体系统。针对国内某型电力机车导出牵引电机传动装置动力学模型,并依此建立仿真模型。通过仿真,分析异步牵引电机谐波转矩对牵引电机传动装置振动的影响。     

ZQDR/410直流牵引电动机代替苏制ЭД—118A直流牵引电动机的可行性分析

本文通过对机车牵引性能、电机性能、电机安装等方面进行分析比较,说明ZQDR-410直流牵引电动机完全可以代替(?)118A直流牵引电动机。代用后使机车具有持续牵引力有所提高、恒功速度范围大、电机效率高、换向稳定性好等优点。     

电传动机车轮轨动力学性能研究

采和机车－轨道耦合动力学理论与方法，研究了电传动机车与轨道的动态相互作用问题，以抱轴式驱动系统电力机车为例，建立了机车一轨道查互作用统一的模型，运用ＶＩＬＴ领导具软件分析比较了弹性和风性抱轴式电传动机车对轨道的动力作用及牵引电机的振动特性，文章还讨论了牵引中种悬挂方法以动力学性能影响的特征，从而指出其适应范围。     

电动车组牵引传动系统的实时仿真研究

通过分析某电动车组牵引传动系统的结构和工作原理,基于Simulink建立包含牵引变压器、四象限变流器、中间直流回路、PWM逆变器和牵引电机5个子模型的牵引传动系统离散数学模型,并联合dSPACE实时仿真器建立包含虚拟牵引传动系统、牵引控制器和接口箱的牵引传动系统实时仿真平台,以模拟电动车组运行时的牵引传动系统,并首次通过虚拟司控台和电动车组中央控制系统,模拟牵引传动系统对司机操纵的响应.利用该实时仿真平台对牵引控制器车载程序进行测试,得到的牵引特性曲线与给定的牵引特性曲线基本一致,牵引和制动工况下的四象限变流器和牵引电机的电压和电流也满足牵引和制动控制的要求,表明所建立的牵引传动系统实时仿真平台能够较准确地模拟实际电动车组牵引传动系统的运行,平台中的虚拟牵引传动系统可代替实际传动系统用于电动车组牵引控制器的研究及测试.     

特高压直流接地极入地电流对高速动车组影响分析

直流输电系统以大地为回路运行时,在地中形成的电流场会对邻近的多点分散接地的高速铁路系统产生影响.文章建立完整的高速铁路综合接地等效模型和高速动车组电气模型,分析其中存在的直流通路,提取适用于高速铁路仿真建模的"Π"型等效电路,在此基础上,利用CDEGS软件建立高速铁路各典型场景的仿真模型,通过对不同土壤电阻率、接地极距铁路的垂直距离等维度仿真分析,比较了不同外部条件下流过牵引供电系统和动车组的直流电流.结果 表明,不同高铁工程段直流参数存在差异,土壤电阻率越高,接地极距铁路垂直距离越小,流过动车组牵引变压器的直流电流越大;当沿线土壤电阻率小于300 Ω·m,并且接地极距离铁路垂直距离超过5 km时动车组牵引变压器直流偏磁影响满足规程要求.     

红外测温系统在直流牵引电机在线测试中的应用

介绍了红外测温系统的工作原理以及采用红外测温系统在线测量直流机车牵引电机换向器表面温度的方法,并在实践中证明了此方法对机车牵引电机的预防维修具有一定的辅助作用。     

基于有限元MagneForce的直流无刷永磁电机性能分析

对机车牵引电机应用与永磁电机特性进行了分析,根据麦克斯韦方程组推导出直流无刷永磁牵引电机电磁场基本方程,运用MagneForce软件,对永磁电机的特性进行了仿真.     

直线电机轮轨交通系统牵引能耗研究

直线电机轮轨交通系统牵引能耗高的缺点影响了这一新型城市轨道交通制式在我国的推广应用。本文研究了城市轨道交通系统能耗特征,介绍了国内外已运营直线电机轮轨交通系统的能耗状况,并对基于电机效率的牵引能耗对比研究、列车牵引能耗模拟比较研究、广州地铁4号线列车牵引能耗实测及模拟比较研究等多个直线电机轮轨交通系统牵引能耗研究成果和实测数据进行了比较分析。基于＂完成相同运输任务＂的比较原则,分别针对重庆地铁1号线地下线区段和高架线区段,进行了直线电机轮轨交通系统和旋转电机驱动轮轨交通系统的牵引能耗仿真计算。经综合比较研究,得出直线电机轮轨交通系统牵引能耗比旋转电机驱动轮轨交通系统高25%以上的结论。     

轻轨车牵引计算软件的设计

为了获得轻轨车的运行速度、运行电流、运行功率等参数,设计一套计算软件对轻轨车运行进行仿真是必要的。本软件根据轻轨车的不同路况、车辆参数,建立最大运行工况牵引模型,改进了牵引算法,利用VB6.0语言对各路段的轻轨车速度、牵引电机功率、牵引电机电流等数据进行了计算,并对计算结果进行了整合、分析。最终,该软件绘出了一系列运行曲线并生成数据报告,模拟出了轻轨车的最大工况运行状态,这对主变流器和牵引电机的选取有重要意义。     

基于电机振动的动车组牵引逆变器故障诊断研究

牵引逆变器的安全性和可靠性对高速动车组车辆的稳定运行至关重要,为了对逆变器工作状态进行识别,文章结合车辆系统动力学,提出了一种基于电机振动信号分析的故障诊断方法。将电机振动信号作为监测对象,通过检测逆变器故障时电流畸变引起电机异常振动的特征信号来进行判断。以CRH2型动车组牵引传动系统为例,建立了基于空间矢量脉宽调制策略下的三电平牵引逆变器电路仿真模型,对逆变器结构故障模式进行仿真。仿真结果表明,逆变器故障会显著影响交流侧输出电流谐波含量,尤其是5倍频、7倍频、11倍频、13倍频电流谐波;而这些谐波电流输入到牵引电机后转化为6P(1-s)倍频、12P(1-s)倍频的脉动转矩,并作用于电机,使得其输出振动中含有相应频率的谐波成分。通过对高速动车组实际运行过程中的牵引电机振动信号进行分析可发现,在正常情况下振动信号不明显含有此类谐波频率成分,而当逆变器存在故障时,则会导致在振动信号中该频率信号含量非常明显。因此,文章所提出的基于振动信号分析法能够有效地监测并诊断牵引逆变器工作状态,并具有一定的工程应用价值。     

城市轨道车辆牵引仿真平台的研究

分析了城市轨道车辆牵引计算的动态数学模型,以及牵引仿真计算的若干技术问题及处理.设计开发了基于Visual Basic 2008的城市轨道车辆牵引仿真平台.通过对城市轨道车辆运行进行仿真,提供对城市轨道车辆、运行线路、列车负载和列车运行控制策略的模拟,来获得机车车辆的运行速度、能耗、牵引电机电流等参数,以及针对仿真结果...     

新型能馈式牵引供电系统短路仿真

建立新型能馈式牵引供电系统的仿真模型,分别对牵引网直流侧近端短路和远端短路、交流侧两相相间短路进行仿真,对短路时电压电流的动态特性进行分析,提出给直流侧支撑电容串电阻来限制短路冲击电流的方法,并通过仿真进行验证,为新型能馈式牵引供电系统的保护特性选择以及牵引变电站容量和参数的设计提供参考依据.     

列车牵引计算仿真的研究

随着科学技术的发展,计算机技术在铁路交通系统的应用越来越深入和广泛.而列车牵引计算直接涉及铁路的运输能力和运行安全性,对于整个铁路运行系统有重要的意义.对于计算机进行列车牵引计算仿真进行研究,论述应用计算机仿真程序进行详细计算的必要性,以及仿真模型的建立与实现.