高速机车额定功率运行时谐波特性仿真研究

"额定功率下高速机车谐波特性的仿真分析 (2009年)" 本文是一篇关于工程技术领域的学术论文，主要探讨了高速机车在额定功率运行时的谐波特性的仿真分析。作者郭蕾、李群湛、刘炜和解绍锋来自西南交通大学电气工程学院。研究中，他们深入研究了高速机车脉宽调制（PWM）整流器产生的谐波电压及其对牵引供电系统的影响。 PWM整流器在高速机车中广泛应用，其工作时会产生谐波电压。研究采用了双傅立叶级数和Bessel函数的方法，推导出了计算PWM整流器谐波电压的公式。通过对牵引供电系统的分布参数模型进行分析，作者导出了接触网的谐波阻抗表达式，并进一步研究了串联和并联谐振现象。 在这些理论基础上，作者进行了机车在额定功率运行状态下的谐波电压和谐波电流的仿真计算和频谱分析。分析结果显示，谐波电压和谐波电流的频谱特性均受到机车在铁路线上的位置影响，特别是谐波电流的变化更为显著。在特定的线路位置，特定次谐波可能会引发串联谐振，且这种谐振位置会随着机车位置的变化而变化。 此外，研究还指出，谐波电流的含量相对较低，主要集中在3到9次低次谐波以及发生串联谐振的频段。这些发现对于理解和优化高速机车的电力系统设计，以及减少对牵引供电网络的影响具有重要意义。 关键词：高速机车、PWM整流器、接触网、谐波、频谱特性 这篇论文的研究有助于提升高速机车电力系统的效率和稳定性，对于防止谐波引起的电力质量问题提供了理论依据，对于工程技术人员来说，这些研究结果可以指导实际的系统设计和故障排查。