弓網電弧現(xiàn)象正隨著機車運行速度的不斷提高而愈發(fā)頻繁。高溫度高能量的弓網電弧,不僅能對接觸線和受電弓滑板造成嚴重燒蝕,增加其磨損量,影響其使用壽命;還會產生不可避免的高頻電磁輻射干擾,對車載設備的可靠使用、鐵路沿線通信系統(tǒng)的正常運行及無線電信號的正常傳輸造成嚴重的影響,對機車的安全運行造成潛在的威脅。因此,研究弓網電弧及其電磁輻射特性對評價弓網受流質量的性能及提高電氣化鐵路與城市交通的服役性能有著重要的意義。首先,本文從理論的角度出發(fā),對電弧的組成部分、形成原理及其電磁輻射的產生與傳輸機理進行了研究。進而,結合分形幾何理論及接收天線基本原理,設計了一款用于檢測電弧電磁輻射的小尺寸、寬頻帶、輕質量、便攜帶、低成本的Hilbert分形天線。通過三維電磁仿真軟件ANSOFT HFSS軟件搭建天線仿真模型,利用其自帶的優(yōu)化功能對天線的設計參數(shù)進行優(yōu)化,針對天線輻射貼片層導線寬度、介質基板層厚度及饋電點位置對天線性能的影響規(guī)律進行了研究,并最終確定天線各項參數(shù)制作出實物PCB天線。其次,通過搭建弓網電弧電磁輻射試驗裝置,采用電壓探頭與自制Hilbert分形天線同步采集電弧電壓與電磁輻射時域信號,研... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

弓網系統(tǒng)

1.862.082.292011年 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年0.00.51.01.52.02.5球高鐵運營里程全(（a）2011-2017 年全球高鐵運營里程統(tǒng)計 （b）2017 年全球高鐵運營和在建高鐵里程結圖 1-1 世界鐵路發(fā)展概況.1.2 弓網系統(tǒng)與弓網電弧然而，隨著高速鐵路的快速發(fā)展，電力機車的運行速度和載重量也在不斷的提速鐵路運行安全保障的要求也愈來愈嚴格[8]。在電氣化鐵路系統(tǒng)中，電力機車運動力來源于鐵路沿線分布的牽引變電所，電力輸送則是依靠機車車頂上的受電弓觸網間的滑動接觸來實現(xiàn)受流集電。由受電弓和接觸網組成的電力系統(tǒng)即為弓網[9]，如圖 1-2 所示。電力機車高速運行過程中，難免會存在接觸線硬點、接觸副及覆冰積雨積塵等多種現(xiàn)象，從而導致受電弓滑板與接觸線在相對高速滑動過程現(xiàn)短暫分離現(xiàn)象，產生電弧現(xiàn)象[9]。典型弓網電弧現(xiàn)象如圖 1-3 所示。

圖 3-4 4 階 Hilbert 天線邊界條件設置形天線性能影響因素好壞直接影響著后面電弧電磁輻射檢測試驗的準確性復雜。因此，為了更清晰地探討各類幾何參數(shù)與天線FSS 軟件自帶的參數(shù)掃描功能和參數(shù)優(yōu)化功能實現(xiàn)分化選擇；研究了包括天線的饋電點位置、輻射貼片層線性能的影響。最后，以電壓駐波比閾值不大于 5（設計目標，確定天線最終參數(shù)選擇。置饋線的位置，即為饋電點。饋電點位置的選擇直接影的匹配程度。為了探究天線饋電點位置與天線性能之所示的 6 個典型饋電點位置進行仿真。仿真時，設置度為 2 mm。不同饋電點對應的天線電壓駐波比（VS曲線如圖 3-6 所示。天線仿真掃頻范圍為 0~500 MH


本文編號：3114573