弓網(wǎng)電弧現(xiàn)象正隨著機(jī)車運(yùn)行速度的不斷提高而愈發(fā)頻繁。高溫度高能量的弓網(wǎng)電弧,不僅能對接觸線和受電弓滑板造成嚴(yán)重?zé)g,增加其磨損量,影響其使用壽命;還會(huì)產(chǎn)生不可避免的高頻電磁輻射干擾,對車載設(shè)備的可靠使用、鐵路沿線通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行及無線電信號(hào)的正常傳輸造成嚴(yán)重的影響,對機(jī)車的安全運(yùn)行造成潛在的威脅。因此,研究弓網(wǎng)電弧及其電磁輻射特性對評價(jià)弓網(wǎng)受流質(zhì)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(chǎn)生與傳輸機(jī)理進(jìn)行了研究。進(jìn)而,結(jié)合分形幾何理論及接收天線基本原理,設(shè)計(jì)了一款用于檢測電弧電磁輻射的小尺寸、寬頻帶、輕質(zhì)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(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,針對天線輻射貼片層導(dǎo)線寬度、介質(zhì)基板層厚度及饋電點(diǎn)位置對天線性能的影響規(guī)律進(jìn)行了研究,并最終確定天線各項(xiàng)參數(shù)制作出實(shí)物PCB天線。其次,通過搭建弓網(wǎng)電弧電磁輻射試驗(yàn)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(shí)域信號(hào),研... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

弓網(wǎng)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(yùn)營里程全(（a）2011-2017 年全球高鐵運(yùn)營里程統(tǒng)計(jì) （b）2017 年全球高鐵運(yùn)營和在建高鐵里程結(jié)圖 1-1 世界鐵路發(fā)展概況.1.2 弓網(wǎng)系統(tǒng)與弓網(wǎng)電弧然而，隨著高速鐵路的快速發(fā)展，電力機(jī)車的運(yùn)行速度和載重量也在不斷的提速鐵路運(yùn)行安全保障的要求也愈來愈嚴(yán)格[8]。在電氣化鐵路系統(tǒng)中，電力機(jī)車運(yùn)動(dòng)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(jī)車車頂上的受電弓觸網(wǎng)間的滑動(dòng)接觸來實(shí)現(xiàn)受流集電。由受電弓和接觸網(wǎng)組成的電力系統(tǒng)即為弓網(wǎng)[9]，如圖 1-2 所示。電力機(jī)車高速運(yùn)行過程中，難免會(huì)存在接觸線硬點(diǎn)、接觸副及覆冰積雨積塵等多種現(xiàn)象，從而導(dǎo)致受電弓滑板與接觸線在相對高速滑動(dòng)過程現(xiàn)短暫分離現(xiàn)象，產(chǎn)生電弧現(xiàn)象[9]。典型弓網(wǎng)電弧現(xiàn)象如圖 1-3 所示。

圖 3-4 4 階 Hilbert 天線邊界條件設(shè)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(yàn)的準(zhǔn)確性復(fù)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(shí)現(xiàn)分化選擇；研究了包括天線的饋電點(diǎn)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(shè)計(jì)目標(biāo)，確定天線最終參數(shù)選擇。置饋線的位置，即為饋電點(diǎn)。饋電點(diǎn)位置的選擇直接影的匹配程度。為了探究天線饋電點(diǎn)位置與天線性能之所示的 6 個(gè)典型饋電點(diǎn)位置進(jìn)行仿真。仿真時(shí)，設(shè)置度為 2 mm。不同饋電點(diǎn)對應(yīng)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(hào)：3114573