基于管状导体模型钢轨内阻抗计算

针对钢轨等效管状导体模型在大参数下利用修正Bessel函数表示的内阻抗公式计算其钢轨内阻抗时,出现数值计算不稳定及收敛困难问题,提出引入缩放比例因子,对修正Bessel函数进行缩放,并利用数值积分法计算缩放后的Bessel函数,得到数值计算稳定且精度高的内阻抗计算公式。利用该公式分析电流频率、幅值对钢轨内阻抗的影响规律,同时,使用有限元法对钢轨模型进行仿真计算,验证该计算公式的准确性。研究结果表明:该内阻抗计算公式解决了数值计算不稳定及收敛困难问题,反映了钢轨电阻和内电感随电流幅值、频率的变化规律,钢轨电阻和内电感计算结果与有限元仿真结果的相对误差均在±5%以内,可见该公式计算精度较高,可为牵引供电系统建模时钢轨内阻抗的计算提供可靠的数据支撑。

电气化铁路钢轨内阻抗计算研究

为解决因集肤效应和钢轨横截面不规则造成的钢轨内阻抗计算困难的问题,在把钢轨等效为圆柱形导体的基础上,分别推导出钢轨在电流低、高频时的内阻抗计算公式;根据Rolle平均值定理及Maclaurian近似公式,得到整个频率范围内钢轨内阻抗的计算公式;利用有限元法对钢轨模型进行仿真计算。结果表明:所推导的钢轨内阻抗计算公式能正确地反映钢轨交流电阻和内电感随电流幅值、频率的变化规律。将计算结果同有限元仿真结果对比,相对误差小于6%,验证了该计算公式的正确性,从而为牵引供电系统建模时钢轨内阻抗的计算提供了可靠的理论基础。