83 Simulink的SS_8型电力机车供电系统建模与仿真

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大文技求牟

基于 MalbSmuik的 S 8电力机车 t/i l a n S型供电系统建模与仿真李(北电力大学华

伟，朱凌，马治国0 03) 71 0

电气与电子工程学院，北保定河

摘

要：详细分析了 S 8电力机车电路的工作原理和特性，以及阻抗匹配平衡变压器的工作原理和牵引供 S型

电系统的构成，利用Malb软件中的 Smuik真平台建立了包括 S 8电力机车和阻抗匹配变压器在内的供电 t a i l仿 n S型

系统的仿真模型，最后对整个牵引供电系统的电能质量问题进行了仿真和分析，验证了模型的可行性。 关键词：牵引供电系统；S s S型电力机车；阻抗匹配平衡变压器；MalbSmuik t/i l a n中图分类号： 2 . U2 3 6文献标识码： A文章编号： 6 18 1(090 -0 6 0 17 -4 020 )6- 0 -5 0

M o ei g a i u a i n o y eS 8El c rcLo o o i ePo r d ln nd S m l t fT p S e t i c m tv we o S p l y t m s d o a l b S m u i k u p y S se Ba e n M ta/ i l nLI e, W iZHU Li g M A Zh - u n, ig o

( o e e f l t c n l t nc n ie r g Not C ia l t c o e U ies y B o i, e e 7 0 3 C ia C l g E e r dE e r i E g e i, r h e r w r nv ri, a dn H b i 1 0, h ) l o c ia co n n h n E c iP t g 0 n

Ab t a t h sp p r n l z st ewo k n rn i l d c a a trs c f y e S s lc r c mo v i u t t ewo k n r cp e s r c:T i a e a y e r i g p i cp e a h r ce it so p S e ti l o t e cr i h r i gp i i ls a h n i t e co i c, n o e a c— t h d b a cn a so me sa d t esr cu eo a t np we u p y s se i e al Th n t e smu a o d l f fi mp d n e mac e a n i g tn f r r t tr f c i o rs p l y tm d

ti. e i l t n mo e so l r n h u r t o n h i

p we u p y s s m ic u i gtp S ee t clc mo i ea di e a c— th dt n f r r r ul wi i lt np f r S mu ik o r p l y t s e n l d n y eS s l r o o t n c i v mp d n e mac e r so me a eb i a t t smu ai h o￣f m i l o no M al b F n l h esmu a o n da a y i r are o t ot ep we q a i o wh l r ci np we u p y s s m, ihv r e t e f t . i a yt i l t na n l ssa ec ri a l i d uth o r u l yf r oet t o t a o r p l t s ye wh c e f s i i h f a i i t f emo e . e sb l y o d 1 i h t

Ke r s ta t n p we u p y s se S 8 l ti c mo i e i e a c - th aa c n a s o me; a lb S mu i k y wo d: r c o i o r p l t m; S e r l o t; mp d n e mac e b l i g t n f r r M t/ i l s y ec c o v d n r a n

O引言 目前，国电气化铁路已达近 26万k居世界第我 . m,二位，预计到 2 2年我国铁路营业里程将达到 1万 k 00 2 m

将在供电系统中产生负序分量；其非线性将在供电系统中产生高次谐波；其波动性将使供电系统电压波动。 因此，入研究电气化铁路对电力系统的影响具有重深要意义。 人们对各种型号的电力机车的研究较多 u l但对包以，

以上，中电气化铁路比重将达到 6%。其 0电气化铁路牵引供电对象为电力机车，采用单相交一直( C DC整流 A/ )型传动系统的电力机车负荷是一种变化急剧、随机性强的单相非线性负荷，随机波动范围很大。其不对称性收稿日期：2 0— 8 0 090-4

括牵引变压器在内的整个供电系统的研究较少。本文除了对 S s S型电力机车进行分析研究外，还对包括牵引变压器和牵引供电网在内的整个供电系统进行仿真分析，这对于从整体上研究电气化铁路对电力系统的影响有一定意义。一般电力机车驱动电机的建模方法中，在通常以电感、电阻与反电动

势相串联来模拟H l但是此稳态模 ,

作者简介：李

伟( 9 2,,士研究生， 1 8一)男硕专业为电力电子与

电力传动，主要研究方向为新型功率变换技术；朱凌 ( 9 6 )男， 15一，副教授，专业为电机与电器，主要从事交流电机控制、电力电子技术应用等方面的工作。

型毕竟与实际中使用的直流串励电动机不同，尤其在电

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基于 M tI b Si gI k的 S 8电力机车供电系统建模与仿真 a a/ m i n S型

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机动态情况下不是特别准确。本文以S 8电力机车为 S型例，使用直流串励电动机，利用Ma a/i l k tbSmui建立了电 l n力机车的仿真模型和阻抗匹配平衡变压器的仿真模型，2/ 2/ u x2U+, 2d2: .

, (+cs )× 1。 。 。。

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并对整个牵引变电站的电能质量问题进行了仿真研究。

当：兀 0时，= 1 Ua U

1 S 8电力机车电路的仿真模型 S型11 S 8电力机车电路的工作原理 . S型

电力机车性能与整流电路的选择有很大关系，供从电性能来说，车主要有两项指标，机其一是功率因数和谐波电流；其二是机车的运行效率。为了提高机车的功率因数，减少谐波电流，目前电力机车的晶闸管相控整流电路广为采用多段桥式结构， S型电力机车采用的 S 8

=

竽 +州IS (丁+ +、 c丁 7 C) 3 c【 O。 a )

是三段不等分桥整流调压电路 ( 1)其调压通过牵引图，绕组的投入与晶闸管相控角的变化来实现。图 1 I L 中L、 2为平波电抗器， 1 M2 M、为牵引电动机电枢绕组， L为励磁绕组，、 2 R1 R为固定分路电阻，其作用是分流电枢电流中的交流分量，减小电机机座及主极中的交变磁通，从厶= n mi

而减少涡流损耗，改善电动机的换向和降低主极温升。

{8 7三}一 . 5 v

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式中： c=

C其中为传动齿轮传动比， e( D为车

轮直径， 电机常数 );——每极磁通量； C为 R——图 l S 8电力机车整流调压电路 S型F g 1 R c fc t nc r u t f y e S s l crclc mo i e i. e t a o i io p S

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