双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统技术方案

本发明专利技术提供一种双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统，至少包括下列模型之一：等效车模型、轨旁环境模型和干扰源模型，其中，所述等效车模型、轨旁环境模型为实体模型；所述干扰源模型包括发射天线，所述发射天线设置于实际电弧发生位置，所述干扰源模型中干扰源是通过所述发射天线在所述实际电弧发生位置发射干扰波形来实现。本发明专利技术提供的双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统既可以对环线与应答器的电气兼容性进行测试分析，也可以分别测试电弧对两种通信系统的电磁干扰情况。电弧对两种通信系统的电磁干扰情况。电弧对两种通信系统的电磁干扰情况。

【技术实现步骤摘要】
双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统


[0001]本专利技术属于轨道交通通信模拟领域，特别涉及一种双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统。

技术介绍

[0002]随着磁悬浮这一交通技术的迅速发展，现代化的机电系统电磁敏感度越来越高，自然环境和人为环境产生的电磁辐射场将对磁悬浮技术中采用的电路、仪器和微电子系统等造成干扰或损害。目前，中国磁悬浮车地通信技术落地有两种模式，其一，以北京地铁磁浮S1线为例，车地通信系统(为环线传输系统)的两个主体是轨道上的环线和车载的天线；其二，以长沙凤凰磁浮线为例，车地通信系统(为应答器传输系统)的两个主体是轨道上的应答器(BTM)和车载的BTM天线。现有的车地通信模拟系统中，还没有把上述两种磁悬浮车地通信技术均考虑在内的通信电磁干扰模拟系统。
[0003]此外，在高速列车运行中，由于接触悬挂的弹性分布不均而引起的弓网系统的振动，使受电弓与接触线发生脱离，即产生离线现象。受电弓一旦发生离线，便伴随着电弧放电现象的出现，产生的电弧火花烧蚀接触线和受电弓滑板，缩短其使用寿命；电弧火花产生高频的电磁波对周围的通信线路造成无线电杂音干扰；而且离线电流变化陡峭，还会使机车牵引变压器承受高频振荡过电压。因此，弓网离线给电气化铁路运营系统带来诸多的负面影响，特别是近年来随着我国电气化列车运行速度的不断提高，弓网离线现象更为突出，成为制约电气化铁路发展的关键因素而备受关注。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供一种双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统。
[0005]本专利技术提供的双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统，包括下列模型中的一种或几种：
[0006]等效车模型、轨旁环境模型和干扰源模型，
[0007]其中，
[0008]所述等效车模型、轨旁环境模型为实体模型；
[0009]所述干扰源模型包括发射天线，所述发射天线设置于实际电弧发生位置，所述干扰源模型中的干扰源是通过所述发射天线在所述实际电弧发生位置发射干扰波形来实现。
[0010]进一步，
[0011]所述干扰波形是磁悬浮车的受电弓与传输线之间产生的电弧干扰波形。
[0012]进一步，
[0013]所述等效车模型包括模拟车体(1)，所述模拟车体(1)包括所述磁悬浮车的受电弓。
[0014]进一步，
[0015]所述轨旁环境模型包括轨道、轨枕和所述轨道上与车载天线进行通信的环线系统
(3)和应答器系统(2)。
[0016]进一步，
[0017]所述模拟车体(1)上车载的天线和电气设备分离。
[0018]进一步，
[0019]所述电气设备包括辅助逆变器、牵引逆变器。
[0020]进一步，
[0021]所述干扰源为电弧干扰源，所述电弧干扰源等效为电弧等效动态电阻，所述电弧等效动态电阻上的电压通过弓网离线电弧分布参数模型求解得到。
[0022]进一步，
[0023]所述弓网离线电弧分布参数模型包括三个支路：牵引变压器支路，列车车体等效电路和电分相支路。
[0024]进一步，
[0025]所述牵引变压器支路包括串联的牵引变电所等效电阻、牵引变电所等效电抗和牵引变电所等效电源，
[0026]其中，
[0027]所述牵引变电所等效电阻的第二端连接所述牵引变电所等效电抗的第一端，所述牵引变电所等效电抗的第二端连接所述牵引变电所等效电源的第一端，所述牵引变电所等效电阻的第一端作为所述牵引变压器支路的第一端，所述牵引变电所等效电源的第二端作为所述牵引变压器支路的第二端，牵引变压器支路的第二端接地；
[0028]所述列车车体等效电路包括串联的电力机车等效电抗和电力机车等效电阻，
[0029]其中，
[0030]所述电力机车等效电抗的第一端连接所述电力机车等效电阻的第二端，所述电力机车等效电阻的第一端作为列车车体等效电路的第一端，所述电力机车等效电抗的第二端作为列车车体等效电路的第二端；
[0031]所述电分相支路为开路，包括电分相等效电阻；
[0032]所述列车车体等效电路和电分相支路并联，列车车体等效电路的第一端通过第二传输线连接所述电分相支路的第一端，所述列车车体等效电路的第二端连接所述电分相支路的第二端；
[0033]所述列车车体等效电路和电弧等效动态电阻构成串联支路，所述列车车体等效电路的第一端连接所述电弧等效动态电阻的第一端；
[0034]所述串联支路与牵引变压器支路并联，所述电弧等效动态电阻第二端通过第一传输线连接所述牵引变压器支路的第一端，所述列车车体等效电路的第二端连接所述牵引变压器支路的第二端。
[0035]进一步，
[0036]所述弓网离线电弧分布参数模型的求解包括以下步骤：
[0037]设定所述第一传输线和第二传输线的节点，所述节点不含传输线的端点；
[0038]对所述节点求解；
[0039]对所述第一传输线端点求解；
[0040]对所述第二传输线端点求解。
[0041]进一步，
[0042]所述设定所述第一传输线和第二传输线的节点包括：
[0043]在所述第一传输线上、沿牵引变压器支路的第一端朝向所述电弧等效动态电阻的第二端的第一方向均匀设置N
‑
1个节点，N为大于2的整数；
[0044]在所述第二传输线上、沿电弧等效动态电阻的第一端朝向所述电分相支路的第一端的第二方向均匀设置M
‑
1个节点，M为大于2的整数。
[0045]进一步，
[0046]所述对所述节点求解包括：
[0047]设V1，
…
，V
N
‑1是所述第一传输线上沿所述第一方向依次分布的各所述节点的电压，I1，
…
，I
N
‑1是所述第一传输线上沿所述第一方向依次分布的各所述节点的电流，V
M1
，
…
，V
M
‑1是所述第二传输线上沿所述第二方向依次分布的各所述节点的电压，I
M1
，
…
，I
M
‑1是所述第二传输线上沿所述第二方向依次分布的各所述节点的电流，
[0048]通过时域有限差分法对各所述节点的电压和电流进行描述：
[0049][0050][0051]其中，
[0052]V(z,t)和I(z,t)分别表示各所述节点的电压和电流，z代表时域有限差分法中的节点，t代表时间，R0为分布电阻，C0为分布电容，L0为分布电感，G0为分布电导。
[0053]进一步，
[0054]所述对所述第一传输线端点求解和对所述第二传输线端点求解包括：
[0055]求解：牵引变压器支路电压V0，电分相支路的端口电压V
M
，列车车体等效电路电压V
0m
，电弧等效动态电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统，其特征在于，包括下列模型中的一种或几种：等效车模型、轨旁环境模型和干扰源模型，其中，所述等效车模型、轨旁环境模型为实体模型；所述干扰源模型包括发射天线，所述发射天线设置于实际电弧发生位置，所述干扰源模型中的干扰源是通过所述发射天线在所述实际电弧发生位置发射干扰波形来实现。2.根据权利要求1所述的双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统，其特征在于，所述干扰波形是磁悬浮车的受电弓与传输线之间产生的电弧干扰波形。3.根据权利要求2所述的双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统，其特征在于，所述等效车模型包括模拟车体(1)，所述模拟车体(1)包括所述磁悬浮车的受电弓。4.根据权利要求1所述的双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统，其特征在于，所述轨旁环境模型包括轨道、轨枕和所述轨道上与车载天线进行通信的环线系统(3)和应答器系统(2)。5.根据权利要求3所述的双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统，其特征在于，所述模拟车体(1)上车载的天线和电气设备分离。6.根据权利要求5所述的双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统，其特征在于，所述电气设备包括辅助逆变器、牵引逆变器。7.根据权利要求1
‑
6任一所述的双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统，其特征在于，所述干扰源为电弧干扰源，所述电弧干扰源等效为电弧等效动态电阻，所述电弧等效动态电阻上的电压通过弓网离线电弧分布参数模型求解得到。8.根据权利要求7所述的双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统，其特征在于，所述弓网离线电弧分布参数模型包括三个支路：牵引变压器支路，列车车体等效电路和电分相支路。9.根据权利要求8所述的双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统，其特征在于，所述牵引变压器支路包括串联的牵引变电所等效电阻、牵引变电所等效电抗和牵引变电所等效电源，其中，所述牵引变电所等效电阻的第二端连接所述牵引变电所等效电抗的第一端，所述牵引变电所等效电抗的第二端连接所述牵引变电所等效电源的第一端，所述牵引变电所等效电阻的第一端作为所述牵引变压器支路的第一端，所述牵引变电所等效电源的第二端作为所述牵引变压器支路的第二端，牵引变压器支路的第二端接地；所述列车车体等效电路包括串联的电力机车等效电抗和电力机车等效电阻，其中，所述电力机车等效电抗的第一端连接所述电力机车等效电阻的第二端，所述电力机车等效电阻的第一端作为列车车体等效电路的第一端，所述电力机车等效电抗的第二端作为列车车体等效电路的第二端；所述电分相支路为开路，包括电分相等效电阻；
所述列车车体等效电路和电分相支路并联，列车车体等效电路的第一端通过第二传输线连接所述电分相支路的第一端，所述列车车体等效电路的第二端连接所述电分相支路的第二端；所述列车车体等效电路和电弧等效动态电阻构成串联支路，所述列车车体等效电路的第一端连接所述电弧等效动态电阻的第一端；所述串联支路与牵引变压器支路并联，所述电弧等效动态电阻第二端通过第一传输线连接所述牵引变压器支路的第一端，所述列车车体等效电路的第二端连接所述牵引变压器支路的第二端。10.根据权利要求9所述的双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统，其特征在于，所述弓网离线电弧分布参数模型的求解包括以下步骤：设定所述第一传输线和第二传输线的节点，所述节点不含传输线的端点；对所述节点求解；对所述第一传输线端点求解；对所述第二传输线端点求解。11.根据权利要求10所述的双制式磁悬浮车地通信电磁干扰模拟系统，其特征在于，所述设定所述第一传输线和第二传输线的节点包括：在所述第一传输线上、沿牵引变压器支路的第一端朝向所述电弧等效动态电阻的第二端的第一方向均匀设置N
‑
1个节点，N为大于2的整数；在所述第二传输线上、沿电弧等效动态电阻的第一端朝向所述电分相支路的第一端的第二方向均匀设置M

【专利技术属性】
技术研发人员：曹鹤飞，崔莉，孟天旭，牛江涛，丁赓，张明志，党海笑，刘卿君，
申请(专利权)人：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：