动车组牵引系统电磁干扰监测系统设计与干扰抑制研究

作     者：杨祥卓 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘卫平

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：高速动车组 电磁干扰 牵引系统 干扰抑制 线缆耦合 

摘      要：动车组相较于一般的运输工具运行速度快,其内部有布局复杂的电气设备和长距离金属导线,使列车电磁环境始终快速、剧烈变化,造成电磁干扰的原因和现象复杂难辨,各类因素耦合相关难以捕捉,常以各类潜在方式引发各类机电故障甚至引发事故导致人员伤亡。随着新型高速动车组提速至450 km/h,列车牵引系统工作功率进一步提升,电磁兼容问题更加凸显,有必要对新型动车组电磁干扰开展研究,通过理论分析和实车试验确定列车的干扰源、耦合路径,开展实车电磁干扰抑制措施研究。 首先,本文主要着眼于动车牵引系统的电磁干扰问题,分析新型动车组牵引系统的基本结构和各设备工作原理,研究由牵引系统设备引发电磁干扰的内在机理,分析导致线缆电磁干扰的成因及影响程度;采用Agrawal法建立场线耦合模型,分析造成线缆耦合干扰的主要影响因素并提出解决方法。 其次,根据列车电磁干扰分析结果有针对性的开展实车试验,以新型高速动车组牵引系统设备及相关线缆为研究对象,设计搭建电磁干扰监测系统,利用多通道时频监测方法开展同步监测与综合分析。依托多次动车试验开展传导干扰和辐射干扰联合测试,验证列车主要干扰频段。 最后,根据理论分析结合试验结果,对列车牵引系统线缆开展实车电磁干扰抑制措施研究,在COMSOL软件中建立列车仿真模型,从切断耦合路径和屏蔽防护的角度提出干扰抑制措施,通过动车试验验证部分抑制措施的有效性。 通过动车组牵引系统电磁干扰抑制研究,分析以新型动车组为研究对象的变流器及相关线缆的电磁干扰情况,设计电磁干扰监测系统,获取实车电磁干扰数据,通过仿真和试验的研究,有效抑制线缆辐射,为动车电磁干扰抑制研究提供新的技术手段和方法,为保障列车安全稳定运行提供有力支持。