曲线区段受电弓-接触网系统建模及动态性能分析

由于曲线区段轨道存在外轨超高,受电弓-接触网系统空间几何位置相比直线区段有较大差异,导致弓网系统在曲线区段上的动力学行为不同于其在直线区段。因此,研究曲线区段弓网动态性能对于保障弓网受流质量具有重要意义。针对曲线区段弓网空间几何位置变化与受电弓倾斜运行状态,对世界坐标系下受电弓和接触网系统进行数学解析,并通过受电弓建模方案的对比仿真研究,证明弓网系统建模考虑曲线特性的必要性。基于曲线区段弓网模型,对弓网动态性能进行研究。结果表明:在曲线区段将拉出值设置成定值有利于弓网获得更好的动态性能,且该定值的大小不会对弓网动态性能产生明显影响。由于接触线在受电弓局部坐标系下的垂向静态位移大于其在世界坐标系下的垂向静态位移,导致接触力波动更加剧烈。通过频谱分析发现,随着列车运行速度增加,曲线区段接触力的高频成分能量显著增大,意味着较短的接触网周期性结构参数对接触力的影响加剧,传统评估标准中的低频接触力指标难以全面反映曲线区段弓网的动态性能。

基于LabVIEW的弓网接触压力在线检测研究

为了准确评价弓网间接触状态与弓网受流质量,研究并设计了一种新型地铁车辆接触网硬点在线检测系统。首先分析了受电弓的受力情况,确定弓网接触压力的测量方法;然后进行硬件选型,选用灵敏度高的称重传感器和加速度传感器,以及高采样速率、抗干扰强的数据采集器;接下来设计了一套基于LabVIEW开发环境的测试软件,具有实时显示、处理与记录功能;最后通过福州地铁2号线地铁车辆的动态测试,分析了不同速度级工况下弓网接触压力的实测数据与统计特性,试验结果表明弓网接触压力的波动范围与标准差相关,受速度影响,充分验证了该系统的准确性与可靠性。

考虑空气对流换热的弓网电弧仿真研究

为了更精确地研究电弧的温度分布特性,提出一种考虑空气对流换热的弓网电弧放电模型。该模型基于磁流体动力学原理,添加对流换热项修正热平衡方程,通过COMSOL软件多物理场仿真得到了弓网电弧温度分布,并使用PG 2000型光谱仪通过Boltzman法验证了750 V下电弧中心5 mm处的温度,平台测量结果与模型计算结果基本一致,验证了模型的可靠性。研究结果表明:电弧柱区域内温度最高点出现在电弧柱中心距接触线表面1.42 mm处,并随着电压的提升高温区域不断向阴极扩散;空气流动速度的提升可以加快电弧的散热,避免其形成热集中区域碳滑板表面温度远高于接触线表面,其温度差为4160 K,表面温度随材料热导率的增大持续升高。

基于LabWindows／CVI的高速列车离线电弧电磁干扰测试系统的设计与研究

利用Lahwindows/CVI交互式编程技术，并选用合适硬件仪器，将两者有机结合，研制出高速列车的受电弓与接触网之间的离线电弧电磁干扰测试系统。该系统能自动地完成数据的采集、传输、处理和存储，并能将测试结果使用直观的图形数据来显示，极大地提高了电磁干扰测试的效率。