計及弓網(wǎng)接觸電阻的車網(wǎng)電氣特性分析.pdf

1、重載和高速是我國鐵路發(fā)展的主要方向，隨著我國高速鐵路的大量開通運行和交直交型動車組的大量采用，電力機車和牽引網(wǎng)之間的電氣參數(shù)匹配問題顯得更加重要。在以往的研究中，較多將動車組簡化為電流源模型，不能具體的描述機車的電氣特性，且弓網(wǎng)間的接觸電阻也未被考慮。針對這些問題，本文做了以下三部分工作:第一部分是采用AT供電系統(tǒng)和CRH2型動車組為研究對象，搭建車網(wǎng)聯(lián)合電氣仿真模型，研究了動車組諧波分布特性及諧振規(guī)律;第二部分是引入弓網(wǎng)接觸電阻計算模

2、型，研究了速度、接觸壓力、電流等因素對接觸電阻的影響;第三部分是將接觸電阻添加到機車仿真模型中，分析了不同車速、接觸壓力引起的接觸電阻對動車組和牽引網(wǎng)電壓、電流的影響。
　　首先，分析了AT供電方式下的牽引網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性，根據(jù)經(jīng)典Carson理論和多導(dǎo)體傳輸線理論建立了牽引網(wǎng)多導(dǎo)體傳輸線等效模型。根據(jù)交直交型電力機車的牽引變流器工作原理和諧波產(chǎn)生原理，分析了CRH2型動車組的諧波電流分布特性，建立了CRH2型動車組模型，并在MATL

3、AB/Simulink仿真軟件中實現(xiàn)了車網(wǎng)電氣聯(lián)合仿真。
　　然后，結(jié)合車網(wǎng)仿真模型，分析了諧波電流源和CRH2型動車組在相同條件下注入牽引網(wǎng)中的諧波電流引起的諧振情況的異同，實驗結(jié)果表明，采用諧波電流源接入時，對其諧波放大倍數(shù)的計算較為保守。同時，分析了不同工況下的牽引網(wǎng)首端電流和電壓諧波畸變率，其結(jié)論表明:牽引網(wǎng)首端諧波電流和諧波電壓的總畸變率隨牽引網(wǎng)長度的增加而降低，隨機車離牽引變電所距離的增加而下降;牽引網(wǎng)首端諧波電流總畸

4、變率隨機車數(shù)量的增加而減小，但牽引網(wǎng)首端諧波電壓總畸變率則隨機車數(shù)量的增加而不斷增大;牽引網(wǎng)首端諧波電流的總畸變率隨機車功率的增大而減小，但是牽引網(wǎng)首端諧波電壓總畸變率則隨機車功率的增大而增大。
　　接著，選取國內(nèi)外專家通過電接觸實驗推導(dǎo)出的弓網(wǎng)接觸電阻模型，分析了電流、弓網(wǎng)接觸力和車速對接觸電阻的影響規(guī)律，研究結(jié)論表明:接觸電阻隨車速的增加而增大，隨電流的增加而減小，且電流越小，接觸電阻的變化越敏感。并將靜態(tài)接觸電阻引入車網(wǎng)聯(lián)合

5、仿真模型中，分析了考慮弓網(wǎng)接觸電阻的車網(wǎng)電壓和電流特性，其結(jié)論表明，引入接觸電阻僅引起車網(wǎng)電壓和電流的微小改變。
　　最后，為考慮接觸壓力的不光滑特性，通過建立弓網(wǎng)仿真模型，求解列車運行過程中時變接觸壓力，研究了車速和電流對弓網(wǎng)動態(tài)接觸電阻的影響，通過在車網(wǎng)Simulink模型中嵌入程序開發(fā)模塊實現(xiàn)“動車組-接觸電阻-牽引網(wǎng)”聯(lián)合仿真，并研究了動態(tài)接觸電阻對機車取流、機車網(wǎng)側(cè)電壓、牽引網(wǎng)首端電壓和電流的影響，實驗結(jié)論表明，動態(tài)接觸