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高速铁路车网匹配研究

作　者: 冯金博
导　师: 解绍锋
学　校: 西南交通大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 牵引网 交直交机车 谐波谐振 车网系统
分类号: U292.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 73次
引　用: 5次
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内容摘要


我国高速电气化铁路交直交机车采用PWM脉宽调制技术,其谐波特性与传统的交直型电力机车谐波特性有很大差别,虽然消除了主要的低次谐波,降低了总的谐波含量,但谐波的频率分布更广泛,增大了交直交机车与牵引网发生谐波谐振的可能性。针对我国高速铁路采用的AT牵引网、NF牵引网和交直交机车,建立机车和牵引网联合系统模型,进行车网系统谐波谐振规律研究。基于交直交机车四象限PWM变流器的工作原理及其谐波电压计算式,建立机车网侧等效电路模型,推导出机车网侧谐波电流计算式,分析网压与功率对机车网侧电流谐波频谱的影响。分析适合高速铁路运行的AT供电方式和NF供电方式牵引网的结构,根据牵引网结构和机车位置对牵引网进行自然切割,得到由平行多导线传输线和纵向元件构成的链式网络模型。将多导体传输线理论用于牵引网建模,利用经典Carson理论对牵引网串联阻抗矩阵和并联导纳矩阵进行计算,根据牵引网纵向连接点进行多导线等值合并,利用相模理论构建牵引网多导线等值π型谐波模型。在matlab/simulink下建立高速铁路机车和牵引网联合系统的仿真模型,分别研究了AT-CRH2、AT-CRH5、NF-CRH2、NF-CRH5系统的谐波阻抗频率特性及其谐波谐振分布特性,并分析了牵引网参数对车网系统谐波谐振的影响。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章 绪论  10-13
  1.1 研究背景及意义  10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 本文的研究内容  11-13
第2章 交直交机车谐波模型  13-35
  2.1 交直交机车主电路结构  13-14
  2.2 四象限变流器工作原理  14-18
    2.2.1 四象限变流器  15-17
    2.2.2 四象限变流器控制原理  17-18
    2.2.3 PWM多重化技术  18
  2.3 交直交机车谐波分析  18-24
    2.3.1 两电平四象限变流器谐波电压分析  18-19
    2.3.2 三电平四象限变流器谐波电压分析  19
    2.3.3 CRH2机车谐波电流分析  19-22
    2.3.4 CRH5机车谐波电流分析  22-24
  2.4 交直交机车谐波特性仿真  24-33
    2.4.1 CRH2机车仿真  24-28
    2.4.2 CRH5机车仿真  28-33
  2.5 本章小结  33-35
第3章 高速铁路牵引网谐波模型  35-53
  3.1 高速铁路牵引网供电方式  35-37
    3.1.1 NF供电方式  35-36
    3.1.2 AT供电方式  36-37
  3.2 牵引网链式模型  37-41
    3.2.1 网络结构  37-39
    3.2.2 横向元件  39-40
    3.2.3 纵向元件  40-41
  3.3 牵引网多导体传输线电气参数计算  41-47
    3.3.1 多导体传输线单位串联阻抗  41-42
    3.3.2 多导体传输线单位并联导纳  42-43
    3.3.3 牵引网多导体传输线模型简化  43-47
  3.4 牵引网多导体传输线等值Π型模型  47-52
    3.4.1 单相传输线等值π型模型  47-49
    3.4.2 多导体传输线等值π型模型  49-52
  3.5 本章小结  52-53
第4章 车网系统谐波谐振特性研究  53-77
  4.1 车网系统模型  53-56
    4.1.1 外部电源模型  53
    4.1.2 牵引变电所模型  53-54
    4.1.3 牵引网模型  54-55
    4.1.4 交直交机车模型  55
    4.1.5 车网系统谐波模型  55-56
  4.2 车网系统谐波谐振分布特性  56-67
    4.2.1 AT-CRH2系统谐波谐振分布特性  57-59
    4.2.2 AT-CRH5系统谐波谐振分布特性  59-62
    4.2.3 NF-CRH2系统谐波谐振分布特性  62-64
    4.2.4 NF-CRH5系统谐波谐振分布特性  64-67
  4.3 车网系统谐波谐振与牵引网参数敏感性分析  67-69
  4.4 车网系统谐波谐振抑制措施  69-75
  4.5 本章小结  75-77
结论与展望  77-78
致谢  78-79
参考文献  79-82
攻读硕士学位期间发表的论文及科研实践  82

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中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 铁路运输管理工程 > 行车组织 > 技术计划、机车车辆周转
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