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原文传递铁路道岔融雪系统电磁特性研究

论文题名：	铁路道岔融雪系统电磁特性研究
关键词：	高速铁路;道岔融雪系统;涡流场;仿真分析;场分布;干扰抑制;电磁特性
摘要：	随着高速铁路的迅速发展，机车车速的不断提高，行车安全越来越引起高度重视。在寒冷的冬季，尤其是在我国的北方积雪(冰)问题尤为突出，若不能及时融解和清除道岔积雪，将直接导致道岔不能密贴，成为高速铁路运输安全的一项重要隐患。目前传统的道岔融雪器热效率不高，能量消耗较大，使用时间短，现场安装比较复杂急需提出一种替代其工作的融雪器。　　本文针对一种新型的融雪系统的电磁特性加以研究，这种融雪器通过电磁感应在钢轨表面形成的涡流直接加热钢轨实现道岔融雪，具有不破坏钢轨结构、性能，安装在基本轨外侧不影响尖轨转换，解决了现有电热融雪装置热传导效率低、能耗高等问题。但由于其采用30kHz的电流激励线圈，电流范围在五至十数安培，产生的电磁场是否会对通信信号设备造成影响还不明确。　　论文首先简单的介绍了感应加热的基本原理和感应加热系统的三个效应，并从麦克斯维方程入手运用计算电磁学中有限元分析方法对感应加热涡流场进行分析求解，详细的分析了线性材料、非线性材料涡流场，二维、三维涡流场的求解方法。对于空间的电磁场分布情况，则通过引入经典的基本阵子天线后根据对偶原理得到小环天线的方法后，将融雪器线圈近似等效成若干个小环天线在空间形成的矢量场的叠加。然后采用两种比较流行的仿真软件对融雪器线圈进行近似的建模仿真，两种软件的结果变化及趋势基本相同。仿真主要针对融雪器加热线圈的形状，激励电流的大小，激励电流的频率，线圈距道岔外轨的距离等对融雪器电磁能量分布的影响。同时根据仿真结果绘制了线圈形状和激励电流频率对线圈电感量增加的影响示意图。然后从空间上选取几个固定的平面监测它的电磁能量，来反应这种近场在空间上的衰减状况。仿真结果表明，由融雪器引起的磁磁场不会对车载应答系统造成影响。最后，简单的分析了融雪器带来的传导骚扰，其中主要是由逆变器产生激励电流的工作频率和其谐波造成的。针对干扰提出了抑制骚扰的具体措施，并通过仿真分析所采取的措施对骚扰的抑制能力。
作者：	杨志超
专业：	环境工程
导师：	闻映红
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文