一種機車受電弓主動控制裝置及試驗方法
2023-04-30 05:21:46
專利名稱：一種機車受電弓主動控制裝置及試驗方法
技術領域：
本發明涉及一種機車受電弓主動控制試驗裝置。
背景技術：
目前，已知的受電弓主動控制裝置，主要是國外的法維萊公司生產的CX型的主動控制受電弓，主要由滑板、上框架、下臂杆、底架、升弓彈簧、傳動氣缸、支持絕緣子等部件組成。當受電弓升降弓時，通過壓縮空氣經電控閥均勻進入傳動氣缸，氣缸活塞壓縮氣缸內的升弓彈簧，升弓彈簧使下臂杆轉動，抬升上框架和滑板，受電弓勻速上升，在接近接觸線時有一緩慢停滯，然後迅速接觸接觸線。傳統電力機車主動控制裝置的技術核心是通過改變氣缸的進氣量實現受電弓位移的控制。但這種控制方式的響應速度相對較慢，實際中仍會發生弓網離線，給機車安全運行帶來一定影響。
發明內容
為改善現有的主動控制受電弓的驅動裝置傳動氣囊的滯後性，使弓網離線率有所減少，減少弓網電弧的發生，本發明提供一種機車受電弓主動控制試驗裝置。本發明是從一個新的角度實現受電弓主動控制技術，採用電氣和機械結合形式代替傳統的液壓氣缸控制，運用檢測技術和控制技術，實現對機車運行和弓網接觸狀態的信號實時檢測，通過對信號的處理，實現弓網離線控制和受電弓主動控制。為機車的穩定集流、減少弓網離線率以及提聞運行質量打下良好的實驗基礎。本發明的目的通過以下技術方案來實現
一種機車受電弓主動控制試驗裝置，該裝置包括模擬機車弓網裝置(I)、電氣控制裝置(2 )、模擬機車負載裝置(3 )和用於給上述裝置供電的電源裝置(4 )。所述模擬機車弓網裝置(I)包括用於模擬真實受電弓的受電弓質量塊(10)和驅動受電弓升降的機械驅動裝置(11)，傳感器(12)，機械驅動裝置(11)和與該機械驅動裝置
(11)連接的第一電機(13)，該第一電機(13)與所述電氣控制裝置(2)連接，同時所述傳感器(12 )將信號傳送至所述電氣控制裝置(2 );所述受電弓質量塊(10 )上方設置有受電弓碳滑板(14)和用於模擬機車速度的圓盤(15)。進一步，所述圓盤(15)上設置有模擬鐵路機車運行時的接觸線(150)。進一步，所述電源裝置包括調壓器和交流電源，所述調壓器與負載串聯。進一步，所述負載通過導線和碳刷連接，所述碳刷通過導線與接觸線連接，所述調壓器與所述受電弓碳滑板連接。一種機車受電弓主動控制試驗裝置，所述電氣控制裝置包括
信號調理單元，用於調理所述傳感器傳輸來的信號；
A/D轉換單元，用於對信號調理單元的信號進行A/D轉換；
控制器，用於對A/D轉換單元的信號進行分析處理；
採集單元，用於採集所述第一電機運行時的電信號；脈衝輸出單元，用於接收來自控制器的信號並輸出脈衝；
電機驅動器，用於接收脈衝輸出單兀的信號並驅動第一電機。本發明的有益效果
實現在實驗室內模擬機車的運行，並改造了受電弓升降弓的驅動裝置，結合相應的控制平臺，能夠有效的對受電弓進行控制。機車運行時 ，完成受電弓的主動控制，降低了弓網離線率，提高受流質量。此套模擬裝置結構簡單，實現方便，尤其在主動控制方面提出了新的電氣控制來代替液壓氣缸S控制的新方法，可以為受電弓主動控制打下良好的基礎，也同時為廣大研究工作者提供了研究弓網關係的新途徑。
圖I :受電弓的動力學模型等效 圖2 :受電弓一元質量塊弓網耦合模型；
圖3 :機車受電弓主動控制試驗裝置結構原理 圖4 :受電弓主動控制機械裝置圖 圖5 :受電弓主動控制的電氣控制結構原理圖。
具體實施例方式本發明中的模擬機車弓網裝置能夠模擬機車的運行和弓網之間的相對運動，並在受電弓的底座安裝電氣控制裝置代替目前的液壓氣缸控制，受電弓的其它結構保持不變。受電弓升降的主動控制部分安裝在機車內，實時的反映機車的運行狀態，且容易操作，自動調節弓網之間的動態變化，實現受電弓的主動控制。下面結合附圖對本發明做詳細說明，分為機械和電氣控制兩大部分。(一)機械設計
本套裝置主要把實際的受電弓進行模型化，運用受電弓的線性動力學模型進行等效，其等效圖如圖I所示。弓網模型的運動微分方程可以用下式來表示
權利要求
1.一種機車受電弓主動控制試驗裝置，其特徵在於，該裝置包括模擬機車弓網裝置(I)、電氣控制裝置(2)、模擬機車負載裝置(3)和用於給上述裝置供電的電源裝置(4)。
2.所述模擬機車弓網裝置(I)包括用於模擬真實受電弓的受電弓質量塊(10)和驅動受電弓升降的機械驅動裝置(11)，傳感器(12)，機械驅動裝置(11)和與該機械驅動裝置(II)連接的第一電機(13)，該第一電機(13 )與所述電氣控制裝置(2 )連接，同時所述傳感器(12)將信號傳送至所述電氣控制裝置(2);所述受電弓質量塊(10)上方設置有受電弓碳滑板(14 )和用於模擬機車速度的圓盤(15 )。
3.根據權利要求I所述的一種機車受電弓主動控制試驗裝置，其特徵在於，所述圓盤(15)上設置有模擬鐵路機車運行時的接觸線(150)。
4.根據權利要求I所述的一種機車受電弓主動控制試驗裝置，其特徵在於，所述電源裝置包括調壓器和交流電源，所述調壓器與負載串聯。
5.根據權利要求I所述的一種機車受電弓主動控制試驗裝置，其特徵在於，所述負載通過導線和碳刷連接，所述碳刷通過導線與接觸線連接，所述調壓器與所述受電弓碳滑板連接。
6.根據權利要求I所述的一種機車受電弓主動控制試驗裝置，其特徵在於，所述電氣控制裝置包括 信號調理單元，用於調理所述傳感器傳輸來的信號； A/D轉換單元，用於對信號調理單元的信號進行A/D轉換； 控制器，用於對A/D轉換單元的信號進行分析處理； 採集單元，用於採集所述第一電機運行時的電信號； 脈衝輸出單元，用於接收來自控制器的信號並輸出脈衝； 電機驅動器，用於接收脈衝輸出單兀的信號並驅動第一電機。
全文摘要
本發明涉及一種機車受電弓主動控制試驗裝置及試驗方法，該裝置包括模擬機車弓網裝置、電氣控制裝置和用於給上述裝置供電的電源裝置。所述模擬機車弓網裝置包括用於模擬受電弓的質量塊和驅動受電弓升降運動的機械驅動裝置，所述質量塊下方設置有機械驅動裝置和與該機械驅動裝置連接的第一電機，該第一電機與所述電氣控制裝置連接。本發明模擬裝置結構簡單、實現方便，尤其在主動控制方面提出了基於電氣控制來代替傳統液壓傳動氣缸控制的新方法，可以為受電弓主動控制的換代產品研製打下良好的基礎，也同時為廣大研究工作者提供了研究弓網關係的新途徑。
文檔編號G01R31/00GK102721879SQ20121013920
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月7日 優先權日2012年5月7日
發明者任朋彪, 張曉東, 徐建忠, 李華偉, 李國國, 楊志鵬, 範瑜, 閆莎莎, 韓丙光, 馬法運 申請人:北京交通大學