引 言

列車(chē)在長(zhǎng)距離的行駛過(guò)程中，需經(jīng)過(guò)兩個(gè)變電所接觸網(wǎng)供電交界處的無(wú)電區(qū)，稱(chēng)為過(guò)分相工況。列車(chē)進(jìn)入無(wú)電區(qū)或者恢復(fù)供電時(shí)，電網(wǎng)網(wǎng)壓會(huì)出現(xiàn)較大突變，本文通過(guò)半實(shí)物仿真模型的優(yōu)化，接入真實(shí)的實(shí)車(chē)運(yùn)行控制單元進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)， 從而模擬列車(chē)在過(guò)分相工況下對(duì)后級(jí)器件的影響[1,2]。

1 半實(shí)物仿真模型的實(shí)現(xiàn)

牽引系統(tǒng)半實(shí)物仿真模型用于模擬真實(shí)變流器的電氣特性，包括弓網(wǎng)模型、主回路模型和電機(jī)負(fù)載模型[3]。圖 1 所示是實(shí)際列車(chē)過(guò)分相的數(shù)據(jù)波形圖。

弓網(wǎng)模型為加入了干擾噪聲的電源模型，實(shí)時(shí)解算變壓器原邊的電壓、電流，考慮過(guò)分相工況需經(jīng)過(guò)對(duì)弓網(wǎng)模型進(jìn)行完善和優(yōu)化，即在某一時(shí)刻導(dǎo)入真實(shí)過(guò)分相波形數(shù)據(jù)，如圖 1 所示，從進(jìn)入無(wú)電區(qū) 2s時(shí)刻開(kāi)始到恢復(fù)供電后 2s的這段波形數(shù)據(jù)導(dǎo)出成CSV格式，并通過(guò)Matlab導(dǎo)入生成.mat文件， 具體如圖 2所示。通過(guò)fromworkspace將實(shí)際過(guò)分相工況波形嵌入弓網(wǎng)模型中的具體做法如圖 3所示。

2 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及其結(jié)果

基于以上嵌入過(guò)分相工況數(shù)據(jù)的半實(shí)物仿真模型，運(yùn)行模型代碼，硬件環(huán)境將仿真模型輸出的可處理的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成 TCU的物理輸入輸出量進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。在調(diào)試過(guò)程中， 監(jiān)測(cè)四象限輸入電流、母線電壓和逆變輸出電流的變化情況。

在某動(dòng)車(chē)牽引工況下，車(chē)速在 152km／ h時(shí)，嵌入三次過(guò)分相工況下監(jiān)測(cè)到的波形結(jié)果如圖 4所示。圖 4所示依次為電網(wǎng)電壓、母線電壓、四象限輸入電壓、四象限輸入電流、逆變 1輸出電壓、逆變 1輸出電流、逆變 2 輸出電壓、逆變 2輸出電流。三次過(guò)分相的四象限輸入電流瞬時(shí)值分別為947 A、920 A、－ 1 120 A，逆變輸出電流瞬時(shí)值分別為 247 A、253.3 A、297.7 A。

3 結(jié) 語(yǔ)

根據(jù)上述牽引工況三次過(guò)分相半實(shí)物仿真數(shù)據(jù)對(duì)比，當(dāng)列車(chē)在牽引工況過(guò)分相時(shí)會(huì)導(dǎo)致直流母線電壓過(guò)壓、四象限輸入電流過(guò)流、逆變輸出瞬時(shí)過(guò)壓等問(wèn)題發(fā)生，可能會(huì)對(duì)功率模塊造成影響。