巴魯夫桿式結(jié)構(gòu)位移傳感器測量系統(tǒng)秉銘BTL7-E100-M1200-B-KA05能合理的描述工件3D電磁動態(tài)變形過程。對于復(fù)雜線圈結(jié)構(gòu)，提出采用網(wǎng)格重劃技術(shù)實(shí)現(xiàn)空氣網(wǎng)格隨工件的變形而更新。建立含有均壓力線圈的3D電磁成形有限元模型，分析均壓力線圈的工作原理、板料上的磁場力分布情況。采用ANSYS/MECHANICAL軟件分析板料在均壓力線圈作用下的變形規(guī)律。通過分析線圈的受力情況，提出均壓力線圈容易發(fā)生失效的原因。采用松散耦合法和順序耦合法分析了脈沖電流第二半波對成形的影響。研究發(fā)現(xiàn)：隨著電流頻率的增加，第二半波對電磁脈沖成形結(jié)果影響加劇。如果僅考慮半波對成形的影響和高的電流頻率條件下，松散耦合的計(jì)算精度有可能會高于順序耦合法。但是當(dāng)?shù)诙氩▽Τ尚蔚挠绊懕豢紤]，無論在高的電流頻率還是低電流頻率，順序耦合法計(jì)算結(jié)果都與實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近。另外，采用順序耦合法研究了線圈與凹模尺寸的比值和電流頻率對板料電磁脈沖成形的影響。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)板料電磁自由脹形存在兩個(gè)明顯的厚度減薄區(qū)域。當(dāng)線圈與凹模尺寸的比值接近于1時(shí)，板料會得到大的厚度減薄量。同時(shí)存在的電流頻率使板料的變形量大。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流頻率會受到板料厚度和電流衰減系數(shù)顯著影響。因此，不能依據(jù)傳統(tǒng)觀點(diǎn)（即趨膚深度應(yīng)該小于或者接近工件的壁厚）來選擇電流頻率。結(jié)合實(shí)驗(yàn)和2D、3D有限元分析手段，深入研究了電磁漸進(jìn)成形方法對大尺寸板坯件和長直壁管件的成形問題。針對大尺寸板坯件成形，研究發(fā)現(xiàn)：板料高速變形并與凹模貼合時(shí)，板料變形時(shí)的空氣阻力隨著放電電壓的增加而增加。當(dāng)放電電壓大于某一臨界值（U=1700V），由于空氣阻力的原因，導(dǎo)致板料表面有凹坑出現(xiàn)。為了提高板料與模具的貼合質(zhì)量，需要在一個(gè)放電位置連續(xù)兩次放電成形。另外本文實(shí)驗(yàn)得到：當(dāng)?shù)姆烹妳^(qū)域個(gè)數(shù)N=4時(shí)，相鄰兩次放電區(qū)域存在的重疊率，使板料終成形好。針對長直臂管件均勻變形的研究，采用“生死單元法”間接描述線圈移動放電成形過程。與一次放電、兩次放電和三次放電實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比，模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合多端直流輸電系統(tǒng)中的高壓直流斷路器,其關(guān)鍵部件機(jī)械式快速隔離開關(guān)在斷路器開斷故障電流時(shí)需要在幾ms內(nèi)分閘到位。為此,提出了基于電磁斥力的快速驅(qū)動器作為快速隔離開關(guān)的操動機(jī)構(gòu)。通過對電磁斥力機(jī)構(gòu)的線圈、金屬盤、控制電流和行程特性的基于等效電路法的建模仿真及裝置試驗(yàn),研究了其在幾ms內(nèi)操動行程達(dá)25 mm的可行性。結(jié)果表明:仿真結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果具有一致性;電磁斥力快速驅(qū)動器的操動行程能在幾ms內(nèi)達(dá)到25 mm。在驗(yàn)證了仿真方法正確的基礎(chǔ)上,根據(jù)仿真結(jié)果提出了電磁斥力機(jī)構(gòu)的一般設(shè)計(jì)原則:線圈的內(nèi)徑和金屬盤的內(nèi)徑,線圈的外徑和金屬盤的外徑都應(yīng)該設(shè)計(jì)成一樣大;金屬盤的厚度對于不同的設(shè)計(jì)對應(yīng)有參數(shù);線圈和金屬盤的初始距離應(yīng)盡量小。 電子信號的傳輸載體，其電磁干擾問題是汽車電磁兼容問題的重要組成部分。本文以混合動力汽車為研究對象，在前人研究的基礎(chǔ)上主要對車內(nèi)幾種典型的輻射干擾源進(jìn)行仿真建模，把干擾源電磁輻射模型置入到整車模型中研究導(dǎo)線的電磁輻射敏感度，分析導(dǎo)線電磁輻射敏感度的多種影響因素，并據(jù)此總結(jié)車內(nèi)抑制輻射干擾的措施。本文的主要工作如下：1）基于麥克斯韋積分方程，介紹矩量法的基本原理，將連續(xù)方程離散化為代數(shù)方程組，并選定一組基函數(shù)和權(quán)函數(shù)將待求函數(shù)轉(zhuǎn)化為矩陣方程，求解此矩陣方程的系數(shù)矩陣。采用矩量法的原理建立簡易天線模型，設(shè)置邊界條件，詳細(xì)推導(dǎo)求解天線上的電流分布。2）基于場線耦合的理論，求解出外界電磁場輻射下有損耗地面上方單導(dǎo)線傳輸線中的感應(yīng)電流，再根據(jù)散射理論詳細(xì)推導(dǎo)單位長度阻抗和單位長度導(dǎo)納，后建立有損耗地面上方傳輸線的微分線段模型。3）介紹了電磁干擾三要素，圍繞這三要素展開分析。首先分析了車內(nèi)主要干擾源的輻射干擾機(jī)理；然后詳細(xì)介紹了輻射耦合，著重分析了共模輻射和差模輻射，推導(dǎo)了共模電壓和差模電壓的公式。根據(jù)干擾機(jī)理的分析建立各干擾源的電磁輻射模型。4）利用兩種不同的仿真軟件，計(jì)算整車環(huán)境下車內(nèi)導(dǎo)線在天線的電磁輻射下產(chǎn)生的感應(yīng)電流，分析計(jì)算結(jié)果的相對誤差和相關(guān)性，從而從仿真上驗(yàn)證車身模型的有效性。建立整車點(diǎn)火系統(tǒng)電磁輻射模型，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從而進(jìn)一步從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證車身模型的有效性。5）將建立的各干擾源的電磁輻射模型置入到整車模型中，仿真計(jì)算車內(nèi)電磁場的分布和車內(nèi)導(dǎo)線在干擾源輻射下的電磁輻射敏感度，驗(yàn)證了傳輸線等效模型的有效性，同時(shí)也為線束等效模型的整車級研究奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)仿真結(jié)果對導(dǎo)線電磁輻射敏感度的多種影響因素進(jìn)行分析，為了解決分析過程中的多種變量共存的問題，采用單一變量.

 巴魯夫桿式結(jié)構(gòu)位移傳感器測量系統(tǒng)秉銘BTL7-E100-M1200-B-KA05供電系統(tǒng)尤其是牽引回流系統(tǒng)對信號設(shè)備的強(qiáng)電磁干擾的研究,特別是對于列車特殊運(yùn)行工況以及牽引網(wǎng)故障條件下的瞬態(tài)電磁影響研究具有迫切性和必要性。本論文以此為背景,圍繞我國高速鐵路牽引供電系統(tǒng)以及列車特殊運(yùn)行工況對信號電纜的瞬態(tài)電磁影響進(jìn)行研究和討論,主要研究內(nèi)容如下:從理論角度對牽引網(wǎng)故障狀態(tài)下接觸網(wǎng)短路的暫態(tài)過程原理以及列車過分相時(shí)暫態(tài)過程的產(chǎn)生原理進(jìn)行了研究。分析了短路電流的狀態(tài)及傳播途徑,以及騷擾信號設(shè)備的機(jī)理和方式;利用數(shù)學(xué)模型分析了列車運(yùn)行特殊工況下的暫態(tài)過程產(chǎn)生瞬態(tài)騷擾的機(jī)理。根據(jù)高速鐵路牽引供電系統(tǒng)及軌旁信號電纜的特性,建立了基于多導(dǎo)體傳輸線的瞬態(tài)電磁影響分析模型,采用更適用于瞬態(tài)干擾計(jì)算分析的時(shí)域有限差分法對多導(dǎo)體傳輸線方程進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo),結(jié)合高速鐵路牽引供電系統(tǒng)及線路條件的實(shí)際特點(diǎn),基于Carson理論推導(dǎo)了包含頻率相關(guān)損耗的差分近似公式,得到更符合實(shí)際情況的單位長度傳輸線一次參數(shù)。采用仿真模型,分別對列車正常運(yùn)行工況、牽引網(wǎng)短路故障條件以及列車過分相特殊工況下,牽引網(wǎng)及列車產(chǎn)生的各種暫態(tài)過程在牽引回流各途徑中的傳播,和對信號電纜的瞬態(tài)電磁影響進(jìn)行了計(jì)算和分析。并結(jié)合我國新建高速鐵路及客運(yùn)專線的聯(lián)調(diào)聯(lián)試及運(yùn)行試驗(yàn),采用實(shí)測方式獲得的牽引回流以及信號電纜受瞬態(tài)電磁影響的測試數(shù)據(jù)對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的對比分析和驗(yàn)證。針對信號電纜平行接近長度與列車運(yùn)行所處位置和短路發(fā)生位置,電纜屏蔽接地方式,大地導(dǎo)電率以及暫態(tài)過程合閘相位角等影響因素對信號電纜的瞬態(tài)電磁影響計(jì)算結(jié)果的影響規(guī)律進(jìn)行了深入的分析,得到了信號電纜芯線感應(yīng)電動勢計(jì)算結(jié)果隨平行接近長度變化關(guān)系;列車運(yùn)行位置以及短路位置變化與對應(yīng)長度信號電纜芯線感應(yīng)電動勢之間的關(guān)系;分析得出了信號電纜芯線感應(yīng)電動勢計(jì)算結(jié)果隨大地導(dǎo)電率變差而增大;雙端接地方式對騷擾的抑制效果優(yōu)于單端接地方式,尤其對列車過分相暫態(tài)過程引起的高頻率騷擾分量抑制的效果更明顯;合閘/分閘時(shí)刻在電壓過零點(diǎn)時(shí),可以有效防止暫態(tài)過程對信號電纜產(chǎn)生瞬態(tài)騷擾的一系列重要結(jié)論。本文緊密結(jié)合高速鐵路運(yùn)營中出現(xiàn)的瞬態(tài)電磁干擾引起的安全問題,通過建模仿真計(jì)算和現(xiàn)場實(shí)測研究得出了豐富的結(jié)論。研究成果對于高速鐵路信號系統(tǒng)干擾防護(hù)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營維護(hù)提供了參考依據(jù)和重要數(shù)例,對于保證信號設(shè)備正常工作、從而保障鐵路運(yùn)營安全具有重要意義。同時(shí),成果對新建高速鐵路動態(tài)驗(yàn)收階段接觸網(wǎng)人工短路實(shí)驗(yàn)及線路電磁兼容測試的測試斷面選擇和設(shè)置、以及測試數(shù)據(jù)的評判也具有指導(dǎo)意義。 

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