电气化铁路牵引网运行状态模拟教学装置的研制

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1、密级：公开论文类型：应用研究工程硕士学位论文电气化铁路牵引网运行状态模拟教学装置的研制DevelopmentoftheSimulationTeachingEquipmentforTractionElectricNetworkintheElectrifiedRailway培养单位：电气与电子工程学院专业领域：电气工程学生姓名：王鹏宇校内导师：陈东阳副教授校外导师：李建华教授级高工二○一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方

2、外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，

3、可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要通过搭建实物模型来近似地模拟展示牵引网在不同运行条件下的运行状态。该实物模型基于实际牵引网的电气特性，包含模拟供电单元、模拟牵引网单元和模拟负载单元，形成了完整的牵引供电回路，可进行带电运行。运用低功耗混合信号处理器MSP430F149作为主控芯片制作了牵引网检测监测单元，使用交流同步采样法对模拟牵引网上各重要监测点的电信号进行采集和计算，通过RS485总线，采用ASCII总线协议与多个智能表头进行组网，将各监测点

4、电压、电流有效值和功率因数分别显示在相应的智能表头上，实现了多参数的分布式实时显示。使用所设计模拟教学装置，在牵引网不同接线方式、不同负载数量和不同补偿形式等运行条件下，进行了牵引网电荷分布实验和电压损失实验。对实验所得数据进行了分析，与教科书中客观理论、工程现场实际情况进行了相互佐证，验证了所研制牵引网运行状态模拟教学装置的正确性。首次将牵引供电系统的模拟教学研究开展到牵引变电所以外的牵引网上，实现了牵引网运行状态的模拟教学。将本装置移植到实训系统中，可对牵引网运行典型状态和动态变化予以展示，能安全地、有效地帮

5、助学员对复杂的、抽象的牵引供电系统进行分析和研究，可应用于铁路行业职工培训以及相关高校的实训教学。关键词：电气化铁路；牵引网；微机测控；分布式显示；电压损失AbstractBybuildingamodeltoapproximatesimulationshowtractionrunningunderdifferentconditionsofnetwork.Thephysicalmodelisbasedontheelectricalcharacteristicsoftheactualtractionnetwork,i

6、ncludingtheanalogpowersupplyunit,theanalogtractionnetworkunitandtheanalogloadunit,formingacompletetractionpowersupplycircuit,whichcanbechargedlive.ThelowpowermixedsignalprocessorMSP430F149isusedasthemaincontrolchiptomakethedetectionandmonitoringunitofthetract

7、ionnetwork,theacquisitionandcalculationoftheelectricalsignalsoftheimportantmonitoringpointsonthesimulatedtractionnetworkarecompletedbyusingtheACsynchronoussamplingmethod,throughtheRS485bus,theASCIIbusprotocolandmultipleintelligentheadsareusedfornetworking.The

8、voltage,currenteffectivevalueandpowerfactorofeachmonitoringpointaredisplayedonthecorrespondingintelligentheadsrespectively,distributedreal-timedisplaywithmultipleparameters.Usingthedesign