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基于EMTDC/PSCAD的電力機車暫態(tài)仿真
來源:微型機與應用2012年第4期
王秀清,,張鐵竹,,李書營
(鄭州鐵路職業(yè)技術學院 車輛工程學院機車教研室,河南 鄭州450052)
摘要: 利用EMTDC/PSCAD軟件建立了電力機車的主電路。通過C語言編寫自定義模塊實現了在仿真過程不停止的情況下,,實時調節(jié)整流電路觸發(fā)角,通過實時觀察牽引網側電流的波形,,并對其進行傅里葉分析,,得出電力機車在運行過程中直流側電壓和牽引網側電流的特點。
Abstract:
Key words :

摘  要: 利用EMTDC/PSCAD軟件建立了電力機車的主電路,。通過C語言編寫自定義模塊實現了在仿真過程不停止的情況下,,實時調節(jié)整流電路觸發(fā)角,通過實時觀察牽引網側電流的波形,,并對其進行傅里葉分析,,得出電力機車在運行過程中直流側電壓和牽引網側電流的特點。
關鍵詞: 電力機車,;暫態(tài)分析,;自定義模塊;EMTDC/PSCAD,;FFT分析

    近年來,,我國電氣化鐵道高速發(fā)展,其負載電力機車為單相大功率整流或逆變負荷,,會向電網輸入較大的負序和諧波電流,。負序和諧波電流會降低電網的供電質量,還會對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行造成很大危害,。因此,,電氣化鐵道電能質量問題的監(jiān)測、治理已成為急需解決的任務,。
1 SS4G電力機車主電路
    韶山4改進型電力機車(以下簡稱SS4G電力機車)主電路采用大功率晶閘管和二極管組成的不對稱半控橋式整流電路,,牽引電機為ZDl05型6極串勵脈流電動機。主電路如圖1所示,。
    圖1中所示整流橋由不等分三繞組供電,,即a1b1、b1x1和a2 x2繞組,。3個繞組的空載額定電壓分別為347.7 V,、347.7 V與695.4 V,即成1/4,、1/4和1/2的三段不等分比例,。三段橋的工作情況如表1所示。

2 SS4G電力機車穩(wěn)定運行點參數計算[1,,2]
    在仿真過程中,,牽引計算程序給出機車車速v和受電弓處的電功率P1,,利用自定義模塊計算出機車整流電路的穩(wěn)定運行點,即牽引電機的反電勢和整流橋觸發(fā)角α的大小,。

  
    電力機車工作在一段橋后,,可以根據電力機車整流電路直流側電壓Ud確定整流電路工作的橋段,然后根據各段橋主電路的工作原理,,由直流電壓Ud,、網壓等參數推導出對應的觸發(fā)角的值。

 


    整流電路工作在一段橋時,,整流橋觸發(fā)角?琢的計算如下:
    
具,,可以在運行不停止的情況下,實時改變電機的轉速,,下面對SS4G電力機車諧波電流進行暫態(tài)分析,。
    移相調節(jié)一段橋,封鎖二段橋和三段橋,,在0.7 s時刻,,一段橋觸發(fā)角α從穩(wěn)定運行時的31°調節(jié)為滿開放的過程中,直流側電壓Ud的波形如圖3所示,,牽引網側電流Il的波形如圖4所示,,牽引網側電流Il的FFT分析如圖5所示。



    通過對電力機車的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)分析,,得出如下結論:
    (1)直流傳動電力機車的諧波主要是3,、5、7次等奇次諧波,。
    (2)在三段橋的調節(jié)過程中,,穩(wěn)定運行時橋段數越多,牽引網側電流的畸變就越小,,但是在調節(jié)的過程中,,網側電流的畸變并不是一直在減小。
    (3)電力機車在運行過程中和各段橋調節(jié)的過程中,,諧波沒有突變。
參考文獻
[1] 楊兆昆.韶山4改型電力機車乘務員[M].北京:中國鐵道出版社,,2001.
[2] 張有松,,朱龍駒.韶山4型電力機車[M].北京:中國鐵道出版社,1998.
[3] 袁濤,,鄭建勇,,曾偉,等.PSCAD/EMTDC中自定義模型研究及其在有源濾波器控制算法仿真中的應用[J].電氣應用,,2006,,25(11):71-73.

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