基于状态空间法的受电弓主动控制的研究

建立线性化的受电弓模型和接触网的有限元模型、以及它们的耦合系统动力学模型,分析接触网的刚度变化,利用最优控制理论对主动控制式受电弓进行了理论上的研究。根据高速铁路对受电弓和接触网动力学性能的要求,从降低接触压力的波动以改善受流质量着手,针对弓网关系的特点,建立了受电弓主动控制系统模型,采用全状态反馈设计并利用线性二次型最优控制策略设计了受电弓主动控制的控制器,并求得了控制器参数。对控制系统进行仿真验证和研究。结果表明,采用主动控制式受电弓,能够降低接触压力的波动,提高弓网系统的动态性能,改善受流质量。     

刚性接触网环境下的弓网性能试验

针对广州地铁3号线车速为120 km/h刚性接触网环境,运用检测装置对3号线弓网系统进行试验,检测刚性接触网环境下的弓网接触力、弓头及框架的振动、滑板的温升等情况.分析了受电弓的动态性能,以及受电弓在刚性接触网下的振动、特别是列车高速运行时的振动情况,找出受电弓频繁故障的原因,为优化架空刚性弓网系统提供帮助.     

基于传递函数模型的弓网系统动力学分析

引入系统动力学的传递函数关系,分别将受电弓、接触网线索的动力学方程转化为对应的传递函数模型,受电弓为单输入单输出模型,接触网线索单元为多输入输出模型。利用符号判断,处理弓网系统的非线性因素——吊弦力和接触力。将移动的弓网接触力等效为不同时间序列作用于不同质点的载荷序列,并用罚函数法建立弓网接触模型。最后编程实现以上方法,建立2种自由度数量弓网模型进行相同工况计算,发现增加接触网自由度更能逼近接触网的静态平衡形状,得到更稳定的接触力、受电弓运行轨迹波形。利用有限元法建模得到相同自由度下的弓网动力性能参数与传递函数模型比较,验证本计算方法的有效性。     

弓网接触力检测方法介绍

通过检测弓网之间的接触力可以获得接触网与受电弓之间接触状况及其存在缺陷的数据信息,从而指导接触网的维修作业,以保证电气化铁路运输生产安全。介绍目前各国常用几种弓网接触力检测技术及方法,并对其进行综合对比分析,以供我国电气化铁路弓网检测技术研究和应用参考。     

国外AC 25 kV高速刚性接触网系统弓网动态测试分析

目前国内刚性接触网系统最高运行时速160 km,暂无时速160 km以上的工程案例或试验线测试记录.本文基于英国Stanton隧道刚性悬挂接触网系统,介绍其接触网系统布置,阐述弓网测试中评价弓网受流质量的相关指标和标准;说明了在弓网测试中列车编组形式、受电弓布置以及相关测试设备,展示了弓网测试接触力波形图、接触力指标特征值及相应的可视化统计曲线,并对弓网测试数据进行了分析;最后对弓网受流稳定性的影响因素和刚性接触网系统适应性进行论述.     

北京地铁14号线弓网动态相互作用性能研究

对北京地铁14号线弓网性能进行了分析研究。介绍了弓网测量系统的工作原理,结合测试数据,对接触力分布、接触力最值、弓头振动加速度、受电弓与接触网燃弧现象、定位点处接触网的高度和拉出值等测试结果分别进行了分析。研究表明:列车在加速区段和通过锚段关节、线岔、分段绝缘器及刚柔过渡区域时,弓头振动加速度变大,接触力突变,局部线路弓头振动加速度有突变现象。     

基于受电弓弹性体模型的弓网动力学分析

针对简单链型悬挂接触网及电力机车DSA250型受电弓,基于有限单元法,建立接触网模型和考虑弹性变形的受电弓模型;对弓网的动力学性能进行分析,并与采用质量块受电弓模型的计算数据进行对比.结果表明:当DSA250型受电弓通过该型接触网时,其在未出现离线情况下的最高速度为230 km/h;受电弓前、后滑板表现出不同的受流特性,前滑板相对后滑板有较好的受流;考虑弓头与接触线的相互作用频率高于20 Hz时,40～100 Hz的高频分量在接触力和加速度频谱中占有较大的比重,弓头的变形模态将对弓网的动力学特性起至关重要的作用,如果采用质量块受电弓模型进行计算,将造成该模态的缺失,从而导致计算结果有较大的偏差.     

基于有限元的高速弓网系统动态性能仿真研究

针对简单链形悬挂接触网与DSA380型受电弓的仿真问题,基于MSC-MARC有限元软件,采用京津城际铁路实际参数建立接触网和考虑弹性变形的受电弓模型,对受电弓-接触网动态性能进行仿真分析。在建模过程中采用欧拉-伯努利梁模型来模拟接触线和承力索;考虑弓头和上框架的弹性变形及其侧滚运动、垂向运动等,并通过非线性弹簧进行链接;受电弓和接触网模型之间通过接触实现耦合,将弓网作为一个整体进行研究。仿真结果表明:DSA380型受电弓以350km/h速度通过简单链形悬挂时,其平均接触力为190.35N,接触线的动态抬升量在18.1～73.7mm之间。通过与西门子公司提供的结果及实测结果比较,可以看出本文建立的弓网系统有限元模型是正确和有效的。     

基于ADAMS的列车弓网动力学性能研究

弓网系统动力学性能决定受流的质量。针对CED160D型受电弓和简单链型接触网,利用ADAMS软件,建立弓网系统动力学模型,将列车运行状态作为激励加载到模型中,计算弓网接触力、接触导线抬升量、受电弓振幅和离线率等关键受流性能参数,为研究接触网和受电弓的相互作用,评估受流质量提供了一种简单实用的方法。     

高速刚性悬挂接触网弓网动态仿真模型优化研究

随着刚性接触网线路上列车的运行速度逐步提高，对弓网动态性能的要求也更高，良好的弓网接触力能保证电力机车持续取流。利用弓网仿真技术可以方便高效获取弓网接触力，因此有必要对弓网仿真模型建模方法进行研究，建立高精度弓网仿真模型，获取精确的弓网接触力。本文基于力学理论与有限元理论建立汇流排、悬挂装置、锚段关节等仿真模型，依托北京地铁大兴机场线开展实测对比验证，为探究更高速度等级的受电弓与刚性接触网系统提供理论支撑。     

弓网系统动态及受流性能测试技术研究及应用

在列车高速运行条件下,保证弓网系统具有良好的受流质量是高速电气化铁路的关键技术之一,即保持受电弓/接触网接触副间有稳定的电能传输。但如何评价其受流性能,即根据什么检测内容、测试方法和评价准则来评估弓网动态及受流性能的优劣,是弓网关系研究需要解决的问题。围绕弓网系统动态相互作用及受流性能的检测,着重介绍接触压力、加速度、导线动态高度及燃弧等关键参数相关检测技术的现状、不足及发展趋势;同时探讨了上述关键参数之外的其他性能参数的测试技术,并对相关的研究动态进行了论述。     

秦沈客运专线接触网总体设计

从明确弓网系统及接触悬挂评价标准入手 ,通过对秦沈客运专线接触网设计的分析和总结 ,确立高速接触网的设计理论和方法。接触网是通过与其接触线相互摩擦运动的受电弓向电动车组或电力机车受流 ,弓网间稳定、良好的功率传输是实现高速行车的关键。为了衡量弓网间的受流质量 ,首先应确定对弓网关系进行评价的标准 ,而接触悬挂的评价标准则用于悬挂参数的确定。所选悬挂参数能否满足弓网间受流标准的要求并是否为最佳 ,需要通过计算机仿真或试验进行验证和优化。高速接触网的设计要体现安全、可靠和免维护性。因此 ,精确设计的概念应始终贯穿其中     

基于响应面法的高速铁路接触网参数优化研究

当列车运行速度提高,弓网受流质量恶化,甚至造成离线,为了保证列车高速运行时弓网之间良好接触,因此对接触网设计参数进行优化。采用有限元分析法,利用MSC. Marc软件建立了弓网耦合模型,对接触网和受电弓的耦合运动进行仿真计算。首先,分析接触网线索张力、线索线密度单独变化时对接触力的影响。其次,考虑到多参数共同变化对接触力的影响,引入响应面法,研究两个参数一起变化对弓网受流质量的影响。最后,基于线索张力、接触线线密度一起影响时,对速度500 km/h时接触网设计参数提出优化方案。研究结果表明:增大接触线张力,减小承力索张力和接触线的线密度能够有效地改善弓网受流质量。     

二维和三维弓网耦合动力学模型适用性分析

针对二维和三维弓网耦合动力学模型,根据接触网模态、接触压力、接触线抬升位移、弓头振动加速度及其频谱特性,分析了两种模型在弓网耦合动力学仿真中的区别;采用三维弓网模型分析了接触网在横风作用时,接触线风振位移对弓网接触压力的影响。计算结果表明二维和三维弓网模型获得的仿真结果基本一致,弓网横向相对运动对其垂向动力学行为影响较小;三维模型适用于横风条件下的弓网动力学仿真,横风载荷对弓网接触压力具有显著影响,导致弓网受流质量变差。     

基于图像处理的接触网动态几何参数测量研究

为了保证高速列车安全运行,需要对接触网的高度以及拉出值等几何参数进行经常性的检测。接触式检测在高速铁路试验中会增大试验数据与实际运行数据之间的差异,从而导致接触网测试参数误差变大。现利用车顶摄像机测量接触网几何参数进行可行性分析,提出了一种利用图像处理技术,对摄像机影像进行处理,提取并计算接触网动态高度以及拉出值等参数的方法。试验结果表明系统具有设备安装简单,测量精度高等特点,具有充分的可行性。     

列车受电弓在线自动检测系统的应用研究

受电弓的状态直接影响列车的运营安全和效率。在日常维护中,检修人员需要对受电弓滑板磨耗程度以及滑板与接触网导线的接触压力进行检测。介绍了一种列车受电弓在线自动检测系统,阐述了其组成、原理和工作流程。该系统可实现对受电弓关键特性参数(如滑板磨耗、中心线偏移、接触压力等)的非接触式检测,提高检修效率。     

基于LabVIEW的弓网动态试验测试系统研究

列车运行过程中,受电弓与接触线滑动摩擦,接触力、硬点、离线率等参数是评价弓网动态性能的重要指标。LabVIEW是开放式虚拟仪器平台,具有丰富的接口,将弓网动态试验测试的各个测点的硬件设备相统一。在弓网动态试验测试检测方法进行研究、分析的基础上,设计出一整套弓网动态试验测试系统,在试验过程中,达到实时在线处理相关数据的要求,以期能全面评价受电弓运行状态和弓网受流质量。     

广州地铁二号线列车受电弓碳滑板异常磨耗分析

分析了可能造成广州地铁二号线列车受电弓碳滑板出现异常磨耗问题的原因,确定造成碳滑板异常磨耗的因素主要包括:接触网布置的均匀性及受电弓弓头结构、升弓保持力等。     

单轨刚性接触网不均匀磨耗分析及对策

从接触网的角度,对单轨接触网在运行过程中受电弓滑板及接触线出现不均匀磨耗的原因进行分析,并提出相应对策,包括刚性接触网布置方法对磨耗的影响及改进、接触网安装精度对受电弓的影响.在车辆受电弓性能一定的情况下,通过对接触网的改进,减少不均匀磨耗的出现,改善弓网关系,延长受电弓滑板和接触线的使用寿命.