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軌道電路廣泛應用于高速鐵路控制系統(tǒng)，軌道阻抗是軌道電路設計中的重要參數(shù)之一。采用有限元法求解無砟軌道阻抗，其求解屬于三維開域問題；同時考慮到導體趨膚效應，直接采用有限元分析時，存在模型剖分規(guī)模巨大、求解收斂困難等。為解決上述問題，提出了阻抗分解的方法，將無砟軌道阻抗分解為內阻抗和外阻抗，其中內阻抗利用無鋼筋的二維有限元模型求解，外阻抗利用鋼軌電流均勻分布的三維有限元模型求解。由此避免了同時對多個小尺寸單元的剖分，降低了剖分規(guī)模。以位于大地上方的單根導體阻抗的求解為例，分別采用阻抗分解法及解析法計算導體阻抗，兩者計算結果相對誤差小于2.5%，從而驗證了阻抗分解法的正確性。應用阻抗分解法計算了山西中南部鐵路雙塊式無砟軌道的阻抗，給出了該段無砟軌道在各頻率下的阻抗取值范圍。兩組實測數(shù)據(jù)隨頻率變化趨勢與計算結果一致，且符合阻抗變化范圍。
阻抗
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