基于管状导体模型钢轨内阻抗计算

摘要

针对钢轨等效管状导体模型在大参数下利用修正Bessel函数表示的内阻抗公式计算其钢轨内阻抗时,出现数值计算不稳定及收敛困难问题,提出引入缩放比例因子,对修正Bessel函数进行缩放,并利用数值积分法计算缩放后的Bessel函数,得到数值计算稳定且精度高的内阻抗计算公式.利用该公式分析电流频率、幅值对钢轨内阻抗的影响规律,同时,使用有限元法对钢轨模型进行仿真计算,验证该计算公式的准确性.研究结果表明:该内阻抗计算公式解决了数值计算不稳定及收敛困难问题,反映了钢轨电阻和内电感随电流幅值、频率的变化规律,钢轨电阻和内电感计算结果与有限元仿真结果的相对误差均在±5％以内,可见该公式计算精度较高,可为牵引供电系统建模时钢轨内阻抗的计算提供可靠的数据支撑.