一种多区段地铁轨道电位动态模拟系统

发布时间：2021-11-18 06:47

　　在地铁系统中开展轨道电位与杂散电流防治措施的现场验证协调难度大,因此亟需一种多区段地铁轨道电位硬件动模系统,再现地铁系统中列车运行时的轨道电位动态分布特征.首先分析了可控电阻模块（Controllable Resistance Module, CRM）,用于模拟列车运行过程中的轨道电阻变化规律;在此基础上,结合地铁系统的阻抗模型,进一步提出了多区段地铁轨道电位动态模拟系统（Multi-section Rail Potential Dynamic Emulator, MRPDE）.研究了CRM和MRPDE的工作原理、参数设计和控制策略,并搭建相应的数字仿真模型和原理样机.仿真和实验结果表明:MRPDE能正确再现地铁系统轨道电位动态分布,进而为分段接入型轨道电位与杂散电流防治措施提供可靠的地面型试验平台. 

【文章来源】：北京交通大学学报. 2020,44(03)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

CRM实验波形

图1(a)为CRM拓扑,由基准电阻R0、两个MOSFET(S1,S2)、RC-C串联支路和电感L构成.通过控制反向串联的MOSFET(S1,S2)同时开通关断,使CRM能够在双向电流下正常工作.在地铁轨道电位动态模拟系统中,用可控电阻模块CRM替代钢轨电阻,可控电阻模块输出阻值要跟随列车运行位置动态连续变化.当CRM中流过的电流方向不同时,工作模态如图1(b)、图1(c)所示,CRM在两种工作模态下等效电路相同,因此以电流自端口1流向端口2为例,对其工作原理进行分析.CRM稳态工作波形如图2(a)所示,其中vg为双向开关驱动信号,vL、iL分别为电感L的端电压和电流.每个开关周期可分为2个工作阶段:

{ i L (t)=i L (t 1 )+ 1 L ∫ t 1 t v L (t)dt v L (t)=V C -ΙR 0 i L (t 2 )=i L (t 1 )+ (1-d)Τ S (V C -ΙR 0 ) L ?????? ??? (2)根据伏秒平衡原则,联立式(1)、式(2)可得CRM的等效输出阻值为

【参考文献】：
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本文编号：3502419