CN115099180B - 地铁高压直流供电系统emi辐射源回路模型及建模方法 - Google Patents

地铁高压直流供电系统emi辐射源回路模型及建模方法 Download PDF

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CN115099180B CN202210879092.XA CN202210879092A CN115099180B CN 115099180 B CN115099180 B CN 115099180B CN 202210879092 A CN202210879092 A CN 202210879092A CN 115099180 B CN115099180 B CN 115099180B
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Abstract

地铁高压直流供电系统EMI辐射源回路模型的建模方法，包括步骤：利用示波器和电流探头测量出四组电流I1、I2、I6及I7，并通过计算得到电流I3、I4及I5；求取受电弓左侧接触网的电阻R1和电抗X1以及右侧接触网的电阻R2和电抗X2；求取受电弓的电阻R3和电抗X3；求取车体的电阻R4和电抗X4；求取地铁车轮的电阻R5和电抗X5；求取左侧钢轨的电阻R6和电抗X6以及右侧钢轨的电阻R7和电抗X7；计算得出地铁高压直流供电系统EMI辐射电场强度及EMI辐射磁场强度；本发明可以更加准确的描述地铁高压直流供电系统辐射EMI特性，为抑制地铁高压直流供电系统辐射EMI打下基础。

Description

地铁高压直流供电系统EMI辐射源回路模型及建模方法
技术领域
本发明涉及城市轨道交通技术领域，特别是涉及一种地铁高压直流供电系统EMI辐射源回路模型及建模方法。
背景技术
城市轨道作为城市交通的重要组成部分，地铁的建设规模和建设速度随城市化水平的提高而迅速增加，但与此同时，由于电力电子电路组成的驱动器作为地铁的主要驱动源，且在弓网的作用下会产生高频辐射电磁干扰（EMI），对周围设备产生影响。我国对电子装置辐射发射的要求愈发严格，地铁运行环境复杂，其辐射EMI会影响地铁的安全稳定运行。因此，预测地铁的辐射EMI成为地铁安全运行的前提条件。要准确预测地铁的辐射EMI，除了明晰其激励源，更要明晰其辐射源回路，建立地铁的辐射源回路建模，从而精确预测地铁EMI辐射磁场强度及电场强度。
目前，没有地铁高压直流供电系统EMI辐射源回路模型对地铁的辐射源回路进行描述，即没有适当的方式能够预测出地铁EMI辐射磁场强度及电场强度，从而给预测地铁的辐射EMI特性带来很大困难。
现有技术中，公开号为CN108549768A的发明专利，公开了一种高速动车组整车共模EMI模型及其等效电路的建立方法，但该模型及其等效电路只能预测整车共模EMI特性，从而预测整车的共模EMI电流大小，用于解决目前对高速动车组EMI特性研究过程中没有整车共模EMI模型及等效电路支持的问题，以及共模EMI特性无法用数学表达式描述的问题。
现有技术中，公开号为CN108595804A的发明专利，公开了一种高速铁路动车组整车差模EMI模型的建立方法，建立了相应的数学和物理模型，不仅能预测整车低频EMI特性，而且可为消除整车差模干扰的研究提供研究基础，为控制整车EMI问题提供研究手段，但是仍旧无法预测地铁的辐射EMI特性。
发明内容
本发明目的就是针对现有技术中的不足，提出了一种地铁高压直流供电系统EMI辐射源回路模型及建模方法；本发明提出的地铁高压直流供电系统EMI辐射源回路模型及建模方法，明晰了地铁辐射EMI的干扰回路，建立了地铁EMI干扰源的辐射回路模型，可以更加准确的描述地铁高压直流供电系统辐射EMI特性，为抑制地铁高压直流供电系统辐射EMI打下基础。为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
地铁高压直流供电系统EMI辐射源回路模型的建模方法，包括以下步骤：
S1、利用示波器和电流探头分别测量出四组电流I1、I2、I6及I7，并通过计算得到另外三组电流I3、I4及I5；其中，I3为流经受电弓的电流，I4为流经车体的电流，I5为流经地铁车轮的电流；
S2、分别求取左侧接触网的电阻R1和电抗X1以及右侧接触网的电阻R2和电抗X2；
S3、求取受电弓的电阻R3和电抗X3；
S4、求取车体的电阻R4和电抗X4；
S5、求取地铁车轮的电阻R5和电抗X5；
S6、分别求取左侧钢轨的电阻R6和电抗X6以及右侧钢轨的电阻R7和电抗X7；
S7、基于S1-S6构建EMI辐射源回路模型，并计算地铁高压直流供电系统EMI辐射电场强度及EMI辐射磁场强度。
优选的，所述步骤S1的具体实施步骤为：利用示波器和电流探头分别测量出四组电流值，四组电流值分别为第一牵引变电站至受电弓区间内流经左侧接触网的电流I1、第二牵引变电站至受电弓区间内流经右侧接触网的电流I2、地铁车轮至第一牵引变电站区间内流经左侧钢轨的电流I6、地铁车轮至第二牵引变电站区间内流经右侧钢轨的电流I7；利用公式1和公式2得到另外三组电流I3、I4及I5；
I3=I1+I2公式1；
I3=I4=I5公式2；
优选的，所述步骤S2的具体实施方式为：
S21、利用公式3、公式4分别求取受电弓左侧接触网的电阻R1和右侧接触网的电阻R2；
S22、利用公式5和公式6分别求取左侧接触网的电抗X1以及右侧接触网的电抗X2；
Figure 612774DEST_PATH_IMAGE001
公式3；
Figure 650000DEST_PATH_IMAGE002
公式4；
Figure 866218DEST_PATH_IMAGE003
公式5；
Figure 889669DEST_PATH_IMAGE004
公式6；
其中，l 1 为第一牵引变电站至受电弓区间内左侧接触网的长度，l 2 为第二牵引变电站至受电弓区间内右侧接触网的长度，a 1 为第一牵引变电站至受电弓区间内左侧接触网的半径，a 2 为第二牵引变电站至受电弓区间内右侧接触网的半径。
优选的，所述步骤S3的具体实施方式为：
S31、利用公式7和公式8分别求取受电弓的电阻R3和电抗X3；
Figure 507732DEST_PATH_IMAGE005
公式7；
Figure 715860DEST_PATH_IMAGE006
公式8；
其中，l 31 为受电弓第一段的长度，l 32 为受电弓第二段的长度，a 3 为受电弓的半径。
优选的，所述步骤S4的具体实施方式为：
S41、利用公式9和公式10分别求取车体的电阻R4和电抗X4；
Figure 419373DEST_PATH_IMAGE007
公式9；
Figure 479471DEST_PATH_IMAGE008
公式10；
其中，l 4 为车体的长度，h 4 为车体的宽度。
优选的，所述步骤S5的具体实施方式为：
S51、利用公式11和公式12分别求取地铁车轮的电阻R5和电抗X5；
Figure 217620DEST_PATH_IMAGE009
公式11；
Figure 596649DEST_PATH_IMAGE010
公式12；
其中，a 5 为地铁车轮的半径，b为地铁车轮的厚度。
优选的，所述步骤S6的具体实施方式为：
S61、利用公式13、公式14分别求取左侧钢轨的电阻R6和右侧钢轨的电阻R7；
S62、利用公式15和公式16分别求取左侧钢轨的电抗X6以及右侧钢轨的电抗X7；
Figure 725142DEST_PATH_IMAGE011
公式13；
Figure 90395DEST_PATH_IMAGE012
公式14；
Figure 417471DEST_PATH_IMAGE013
公式15；
Figure 967401DEST_PATH_IMAGE014
公式16；
其中，l 6 为地铁车轮至第一牵引变电站区间内左侧钢轨的长度，l 7 为地铁车轮至第二牵引变电站区间内右侧钢轨的长度，a 6 为地铁车轮至第一牵引变电站区间内左侧钢轨的半径，a 7 为地铁车轮至第二牵引变电站区间内右侧钢轨的半径。
优选的，所述步骤S7的具体实施方式为：
S71、利用公式17、公式18、公式19及公式20计算地铁高压直流供电系统EMI辐射电场强度；
Figure 645507DEST_PATH_IMAGE015
公式17；
Figure 814451DEST_PATH_IMAGE016
公式18；
Figure 261613DEST_PATH_IMAGE017
公式19；
Figure 716865DEST_PATH_IMAGE018
公式20；
S72、利用公式21计算地铁高压直流供电系统EMI辐射磁场强度；
Figure 882268DEST_PATH_IMAGE019
公式21；
其中，r为测量点至轨道的距离，D1为第一牵引变电站至受电弓区间内左侧接触网的方向性系数，D2为第二牵引变电站至受电弓区间内右侧接触网的方向性系数，D3为受电弓的方向性系数，D4为车体的方向性系数，D5为地铁车轮的方向性系数，D6为地铁车轮至第一牵引变电站区间内左侧钢轨的方向性系数，D7为地铁车轮至第二牵引变电站区间内右侧钢轨的方向性系数，l j为导线的长度，j为导线的个数，j取1-7，Ca和Sa为余弦和正弦积分公式。
优选的，所述ki为随流过导线的电磁干扰电流频率变化的波数；
Figure 87859DEST_PATH_IMAGE020
公式22；
其中，fi为流过导线的电磁干扰电流频率，i可取30MHz-1GHz。
优选的，所述示波器的带宽为20GHz，所述电流探头的检测幅值为0-1000A，检测频段为0-15GHz。
利用上述建模方法所搭建的地铁高压直流供电系统EMI辐射源回路模型，包括左侧接触网电阻R1，所述左侧接触网电阻R1一端与左侧接触网电抗X1连接，另一端分别与右侧接触网电阻R2和受电弓电抗X3相连接，所述右侧接触网电阻R2的另一端与右侧接触网电抗X2相连接，所述受电弓电抗X3顺次与受电弓电阻R3、车体电抗X4、车体电阻R4、地铁车轮电抗X5、地铁车轮电阻R5串联连接，所述地铁车轮电阻R5另一端分别与左侧钢轨电阻R6和右侧钢轨电阻R7相连接，所述左侧钢轨电阻R6另一端与左侧钢轨电抗X6连接，所述右侧钢轨电阻R7另一端与右侧钢轨电抗X7连接。
本发明的有益效果：
本发明提出的地铁高压直流供电系统EMI辐射源回路模型及建模方法，明晰了地铁辐射EMI的干扰回路，建立了地铁EMI干扰源的辐射回路模型，可以更加准确的描述地铁高压直流供电系统辐射EMI特性，为抑制地铁高压直流供电系统辐射EMI打下基础；还能够更加准确的描述地铁高压直流供电系统地辐射EMI特性，明晰地铁辐射EMI的干扰路径，建立其辐射源回路模型，精确预测地铁辐射EMI强度。
附图说明
图1为本发明建模方法的流程示意图；
图2为本发明地铁直流供电系统EMI辐射源回路的结构示意图；
图3为本发明地铁直流供电系统EMI辐射源回路的电磁辐射模型。
图中：1、左侧接触网；2、右侧接触网；3、受电弓；4、车体；5、地铁车轮；6、左侧钢轨；7、右侧钢轨；8、第一牵引变电站；9、第二牵引变电站。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
参考图1至图2所示，一种地铁高压直流供电系统EMI辐射源回路模型的建模方法，包括以下步骤：
S1、利用示波器和电流探头分别测量出四组电流I1、I2、I6及I7，并通过计算得到另外三组电流I3、I4及I5；该步骤的具体实施步骤为：
利用示波器和电流探头分别测量出四组电流值，四组电流值分别为第一牵引变电站至受电弓区间内流经左侧接触网的电流I1、第二牵引变电站至受电弓区间内流经右侧接触网的电流I2、地铁车轮至第一牵引变电站区间内流经左侧钢轨的电流I6、地铁车轮至第二牵引变电站区间内流经右侧钢轨的电流I7；利用公式1和公式2得到另外三组电流I3、I4及I5；
I3=I1+I2公式1；
I3=I4=I5公式2；
其中，I3为流经受电弓的电流，I4为流经车体的电流，I5为流经地铁车轮的电流；所使用的示波器带宽为20GHz，电流探头检测幅值为0-1000A，检测频段为0-15GHz。
S2、分别求取受电弓左侧接触网的电阻R1和电抗X1以及右侧接触网的电阻R2和电抗X2；该步骤的具体实施方式为：
S21、利用公式3、公式4分别求取受电弓左侧接触网的电阻R1和右侧接触网的电阻R2；
S22、利用公式5和公式6分别求取受电弓左侧接触网的电抗X1以及右侧接触网的电抗X2；
Figure 655106DEST_PATH_IMAGE021
公式3；
Figure 281260DEST_PATH_IMAGE022
公式4；
Figure 933958DEST_PATH_IMAGE023
公式5；
Figure 444705DEST_PATH_IMAGE004
公式6；
其中，l 1 为第一牵引变电站至受电弓区间内左侧接触网的长度，l 2 为第二牵引变电站至受电弓区间内右侧接触网的长度，a 1 为第一牵引变电站至受电弓区间内左侧接触网的半径，a 2 为第二牵引变电站至受电弓区间内右侧接触网的半径。
S3、求取受电弓的电阻R3和电抗X3；该步骤的具体实施方式为：
S31、利用公式7和公式8分别求取受电弓的电阻R3和电抗X3；
Figure 600880DEST_PATH_IMAGE005
公式7；
Figure 663514DEST_PATH_IMAGE006
公式8；
其中，l 31 为受电弓第一段的长度，l 32 为受电弓第二段的长度，a 3 为受电弓的半径。
S4、求取车体的电阻R4和电抗X4；该步骤的具体实施方式为：
S41、利用公式9和公式10分别求取车体的电阻R4和电抗X4；
Figure 537929DEST_PATH_IMAGE024
公式9；
Figure 852366DEST_PATH_IMAGE025
公式10；
其中，l 4 为车体的长度，h 4 为车体的宽度。
S5、求取地铁车轮的电阻R5和电抗X5；该步骤的具体实施方式为：
S51、利用公式11和公式12分别求取地铁车轮的电阻R5和电抗X5；
Figure 128627DEST_PATH_IMAGE026
公式11；
Figure 362162DEST_PATH_IMAGE010
公式12；
其中，a 5 为地铁车轮的半径，b为地铁车轮的厚度。
S6、分别求取左侧钢轨的电阻R6和电抗X6以及右侧钢轨的电阻R7和电抗X7；该步骤的具体实施方式为：
S61、利用公式13、公式14分别求取左侧钢轨的电阻R6和右侧钢轨的电阻R7；
S62、利用公式15和公式16分别求取左侧钢轨的电抗X6以及右侧钢轨的电抗X7；
Figure 723873DEST_PATH_IMAGE027
公式13；
Figure 576423DEST_PATH_IMAGE028
公式14；
Figure 707190DEST_PATH_IMAGE029
公式15；
Figure 111627DEST_PATH_IMAGE030
公式16；
其中，l 6 为地铁车轮至第一牵引变电站区间内左侧钢轨的长度，l 7 为地铁车轮至第二牵引变电站区间内右侧钢轨的长度，a 6 为地铁车轮至第一牵引变电站区间内左侧钢轨的半径，a 7 为地铁车轮至第二牵引变电站区间内右侧钢轨的半径。
S7、计算地铁高压直流供电系统EMI辐射电场强度及EMI辐射磁场强度；该步骤的具体实施方式为：
S71、利用公式17、公式18、公式19及公式20计算地铁高压直流供电系统EMI辐射电场强度；
Figure 960634DEST_PATH_IMAGE031
公式17；
Figure 725196DEST_PATH_IMAGE032
公式18；
Figure 976049DEST_PATH_IMAGE033
公式19；
Figure 551387DEST_PATH_IMAGE034
公式20；
S72、利用公式21计算地铁高压直流供电系统EMI辐射磁场强度；
Figure 887690DEST_PATH_IMAGE035
公式21；
其中，r为测量点至轨道的距离，D1为第一牵引变电站至受电弓区间内左侧接触网的方向性系数，D2为第二牵引变电站至受电弓区间内右侧接触网的方向性系数，D3为受电弓的方向性系数，D4为车体的方向性系数，D5为地铁车轮的方向性系数，D6为地铁车轮至第一牵引变电站区间内左侧钢轨的方向性系数，D7为地铁车轮至第二牵引变电站区间内右侧钢轨的方向性系数，lj为导线的长度，j为导线的个数，j取1-7，Ca和Sa为余弦和正弦积分公式。
上述公式3至公式18引入了ki，其中ki为随流过导线的电磁干扰电流频率变化的波数，即求取某一组的电抗或电阻时，此时的ki取值便是该导线处随流过该导线的电磁干扰电流频率变化的波数；
Figure 82042DEST_PATH_IMAGE036
公式22；
其中，fi为流过导线的电磁干扰电流频率，i可取30MHz-1GHz。
实施例2：
如图3所示，通过利用上述建模方法所搭建的地铁高压直流供电系统EMI辐射源回路模型，包括左侧接触网电阻R1，所述左侧接触网电阻R1一端与左侧接触网电抗X1连接，另一端分别与右侧接触网电阻R2和受电弓电抗X3相连接，所述右侧接触网电阻R2的另一端与右侧接触网电抗X2相连接，所述受电弓电抗X3顺次与受电弓电阻R3、车体电抗X4、车体电阻R4、地铁车轮电抗X5、地铁车轮电阻R5串联连接，所述地铁车轮电阻R5另一端分别与左侧钢轨电阻R6和右侧钢轨电阻R7相连接，所述左侧钢轨电阻R6另一端与左侧钢轨电抗X6连接，所述右侧钢轨电阻R7另一端与右侧钢轨电抗X7连接。
本发明通过建立地铁高压直流供电系统EMI辐射源回路模型，将接触网与钢轨中流过的电流作为地铁高频辐射模型的激励电流源，接触网、钢轨、受电弓和车轮的高频辐射阻抗作为地铁高频辐射模型的发射源回路阻抗，并给出了地铁高压直流供电系统辐射回路EMI电场和磁场的数学模型，本发明适用于城市交通的地铁，针对需要建模的频率范围设置为30MHz~10GHz。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.地铁高压直流供电系统EMI辐射源回路模型的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用示波器和电流探头分别测量出四组电流I1、I2、I6及I7，并通过计算得到另外三组电流I3、I4及I5；其中，I3为流经受电弓的电流，I4为流经车体的电流，I5为流经地铁车轮的电流；
S2、分别求取左侧接触网的电阻R1和电抗X1以及右侧接触网的电阻R2和电抗X2；
S3、求取受电弓的电阻R3和电抗X3；
S4、求取车体的电阻R4和电抗X4；
S5、求取地铁车轮的电阻R5和电抗X5；
S6、分别求取左侧钢轨的电阻R6和电抗X6以及右侧钢轨的电阻R7和电抗X7；
S7、基于S1-S6构建EMI辐射源回路模型，并计算地铁高压直流供电系统EMI辐射电场强度及EMI辐射磁场强度；
所述步骤S1的具体实施步骤为：利用示波器和电流探头分别测量出四组电流值，四组电流值分别为第一牵引变电站至受电弓区间内流经左侧接触网的电流I1、第二牵引变电站至受电弓区间内流经右侧接触网的电流I2、地铁车轮至第一牵引变电站区间内流经左侧钢轨的电流I6、地铁车轮至第二牵引变电站区间内流经右侧钢轨的电流I7；利用公式1和公式2得到另外三组电流I3、I4及I5；
I3=I1+I2公式1；
I3=I4=I5公式2；
所述步骤S2的具体实施方式为：
S21、利用公式3、公式4分别求取受电弓左侧接触网的电阻R1和右侧接触网的电阻R2；
S22、利用公式5和公式6分别求取左侧接触网的电抗X1以及右侧接触网的电抗X2；
Figure 329861DEST_PATH_IMAGE001
公式3；
Figure 247001DEST_PATH_IMAGE002
公式4；
Figure 167684DEST_PATH_IMAGE003
公式5；
Figure 562893DEST_PATH_IMAGE004
公式6；
其中，l1为第一牵引变电站至受电弓区间内左侧接触网的长度，l2为第二牵引变电站至受电弓区间内右侧接触网的长度，a1为第一牵引变电站至受电弓区间内左侧接触网的半径，a2为第二牵引变电站至受电弓区间内右侧接触网的半径；
所述步骤S3的具体实施方式为：
S31、利用公式7和公式8分别求取受电弓的电阻R3和电抗X3；
Figure 377265DEST_PATH_IMAGE005
公式7；
Figure 199728DEST_PATH_IMAGE006
公式8；
其中，l31为受电弓第一段的长度，l32为受电弓第二段的长度，a3为受电弓的半径；
所述步骤S4的具体实施方式为：
S41、利用公式9和公式10分别求取车体的电阻R4和电抗X4；
Figure 412486DEST_PATH_IMAGE007
公式9；
Figure 611386DEST_PATH_IMAGE008
公式10；
其中，l4为车体的长度，h4为车体的宽度；
所述步骤S5的具体实施方式为：
S51、利用公式11和公式12分别求取地铁车轮的电阻R5和电抗X5；
Figure 280265DEST_PATH_IMAGE009
公式11；
Figure 899727DEST_PATH_IMAGE010
公式12；
其中，a5为地铁车轮的半径，b为地铁车轮的厚度；
所述步骤S6的具体实施方式为：
S61、利用公式13、公式14分别求取左侧钢轨的电阻R6和右侧钢轨的电阻R7；
S62、利用公式15和公式16分别求取左侧钢轨的电抗X6以及右侧钢轨的电抗X7；
Figure 654056DEST_PATH_IMAGE011
公式13；
Figure 515702DEST_PATH_IMAGE012
公式14；
Figure 39087DEST_PATH_IMAGE013
公式15；
Figure 468932DEST_PATH_IMAGE014
公式16；
其中，l6为地铁车轮至第一牵引变电站区间内左侧钢轨的长度，l7为地铁车轮至第二牵引变电站区间内右侧钢轨的长度，a6为地铁车轮至第一牵引变电站区间内左侧钢轨的半径，a7为地铁车轮至第二牵引变电站区间内右侧钢轨的半径；
所述步骤S7的具体实施方式为：
S71、利用公式17、公式18、公式19及公式20计算地铁高压直流供电系统EMI辐射电场强度；
Figure 710557DEST_PATH_IMAGE015
公式17；
Figure 611779DEST_PATH_IMAGE016
公式18；
Figure 255250DEST_PATH_IMAGE017
公式19；
Figure 731362DEST_PATH_IMAGE018
公式20；
S72、利用公式21计算地铁高压直流供电系统EMI辐射磁场强度；
Figure 460284DEST_PATH_IMAGE019
公式21；
其中，r为测量点至轨道的距离，D1为第一牵引变电站至受电弓区间内左侧接触网的方向性系数，D2为第二牵引变电站至受电弓区间内右侧接触网的方向性系数，D3为受电弓的方向性系数，D4为车体的方向性系数，D5为地铁车轮的方向性系数，D6为地铁车轮至第一牵引变电站区间内左侧钢轨的方向性系数，D7为地铁车轮至第二牵引变电站区间内右侧钢轨的方向性系数，l j为导线的长度，j为导线的个数，j取1-7，Ca和Sa为余弦和正弦积分公式；
所述ki为随流过导线的电磁干扰电流频率变化的波数；
Figure 539098DEST_PATH_IMAGE020
公式22，
其中，fi为流过导线的电磁干扰电流频率，i可取30MHz-1GHz。
2.根据权利要求1所述的地铁高压直流供电系统EMI辐射源回路模型的建模方法，其特征在于，所述示波器的带宽为20GHz，所述电流探头的检测幅值为0-1000A，检测频段为0-15GHz。
3.如权利要求1-2任一项所述的建模方法所搭建的地铁高压直流供电系统EMI辐射源回路模型，其特征在于，包括左侧接触网电阻R1，所述左侧接触网电阻R1一端与左侧接触网电抗X1连接，另一端分别与右侧接触网电阻R2和受电弓电抗X3相连接，所述右侧接触网电阻R2的另一端与右侧接触网电抗X2相连接，所述受电弓电抗X3顺次与受电弓电阻R3、车体电抗X4、车体电阻R4、地铁车轮电抗X5、地铁车轮电阻R5串联连接，所述地铁车轮电阻R5另一端分别与左侧钢轨电阻R6和右侧钢轨电阻R7相连接，所述左侧钢轨电阻R6另一端与左侧钢轨电抗X6连接，所述右侧钢轨电阻R7另一端与右侧钢轨电抗X7连接。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006266863A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Nec Corp Ｅｍｉ予測方法および装置
JP2007271317A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Murata Mfg Co Ltd Ｅｍｉ測定装置及びｅｍｉ測定方法
CN101839949A (zh) * 2010-05-25 2010-09-22 东南大学 一种高频电路辐射电磁干扰分析方法
CN108549768A (zh) * 2018-04-13 2018-09-18 西安理工大学 高速动车组整车共模emi模型及其等效电路的建立方法
CN108595804A (zh) * 2018-04-13 2018-09-28 西安理工大学 一种高速铁路动车组整车差模emi模型的建立方法
CN111478575A (zh) * 2020-04-30 2020-07-31 北京理工大学 一种高压电源电磁干扰滤波器设计方法
WO2020240787A1 (ja) * 2019-05-30 2020-12-03 三菱電機株式会社 電磁界強度推定装置および電磁界強度推定方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8849403B2 (en) * 2001-04-13 2014-09-30 Greatbatch Ltd. Active implantable medical system having EMI shielded lead
US8901778B2 (en) * 2008-09-27 2014-12-02 Witricity Corporation Wireless energy transfer with variable size resonators for implanted medical devices
CN103364641B (zh) * 2012-03-31 2017-09-01 浙江省电力公司电力科学研究院 一种变电站暂态电磁环境测试方法
CA3114093C (en) * 2018-09-26 2024-06-18 Middle Chart, LLC Method and apparatus for augmented virtual models and orienteering

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006266863A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Nec Corp Ｅｍｉ予測方法および装置
JP2007271317A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Murata Mfg Co Ltd Ｅｍｉ測定装置及びｅｍｉ測定方法
CN101839949A (zh) * 2010-05-25 2010-09-22 东南大学 一种高频电路辐射电磁干扰分析方法
CN108549768A (zh) * 2018-04-13 2018-09-18 西安理工大学 高速动车组整车共模emi模型及其等效电路的建立方法
CN108595804A (zh) * 2018-04-13 2018-09-28 西安理工大学 一种高速铁路动车组整车差模emi模型的建立方法
WO2020240787A1 (ja) * 2019-05-30 2020-12-03 三菱電機株式会社 電磁界強度推定装置および電磁界強度推定方法
CN111478575A (zh) * 2020-04-30 2020-07-31 北京理工大学 一种高压电源电磁干扰滤波器设计方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
钟森鸣 ; 黄坚 ; 吴嘉健 ; 蒋晨杰 ; 刘桂雄.新能源汽车动态工况EMI测试系统构架设计与关键技术分析.《中国测试》.2017, *
高速动车组牵引动力系统低频辐射EMI特性及抑制技术研究;刘奕琨;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20210115;C033-405 *

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