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(fā)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(chǎn)的CX型的主動控制受電弓，主要由滑板、上框架、下臂桿、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(jīng)電控閥均勻進入傳動氣缸，氣缸活塞壓縮氣缸內(nèi)的升弓彈簧，升弓彈簧使下臂桿轉動，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，然后迅速接觸接觸線。傳統(tǒng)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(xiàn)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(fā)生弓網(wǎng)離線，給機車安全運行帶來一定影響。

發(fā)明內(nèi)容
為改善現(xiàn)有的主動控制受電弓的驅動裝置傳動氣囊的滯后性，使弓網(wǎng)離線率有所減少，減少弓網(wǎng)電弧的發(fā)生，本發(fā)明提供一種機車受電弓主動控制試驗裝置。本發(fā)明是從一個新的角度實現(xiàn)受電弓主動控制技術，采用電氣和機械結合形式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓氣缸控制，運用檢測技術和控制技術，實現(xiàn)對機車運行和弓網(wǎng)接觸狀態(tài)的信號實時檢測，通過對信號的處理，實現(xiàn)弓網(wǎng)離線控制和受電弓主動控制。為機車的穩(wěn)定集流、減少弓網(wǎng)離線率以及提聞運行質(zhì)量打下良好的實驗基礎。本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)
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(wǎng)裝置(I)、電氣控制裝置(2 )、模擬機車負載裝置(3 )和用于給上述裝置供電的電源裝置(4 )。所述模擬機車弓網(wǎng)裝置(I)包括用于模擬真實受電弓的受電弓質(zhì)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(zhì)量塊(10 )上方設置有受電弓碳滑板(14)和用于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(diào)壓器和交流電源，所述調(diào)壓器與負載串聯(lián)。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(diào)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(diào)理單元，用于調(diào)理所述傳感器傳輸來的信號；
A/D轉換單元，用于對信號調(diào)理單元的信號進行A/D轉換；
控制器，用于對A/D轉換單元的信號進行分析處理；
采集單元，用于采集所述第一電機運行時的電信號；脈沖輸出單元，用于接收來自控制器的信號并輸出脈沖；
電機驅動器，用于接收脈沖輸出單兀的信號并驅動第一電機。本發(fā)明的有益效果
實現(xiàn)在實驗室內(nèi)模擬機車的運行，并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(wǎng)離線率，提高受流質(zhì)量。此套模擬裝置結構簡單，實現(xiàn)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(wǎng)關系的新途徑。


圖I :受電弓的動力學模型等效 圖2 :受電弓一元質(zhì)量塊弓網(wǎng)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(fā)明中的模擬機車弓網(wǎng)裝置能夠模擬機車的運行和弓網(wǎng)之間的相對運動，并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(nèi)，實時的反映機車的運行狀態(tài)，且容易操作，自動調(diào)節(jié)弓網(wǎng)之間的動態(tài)變化，實現(xiàn)受電弓的主動控制。下面結合附圖對本發(fā)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(wǎng)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，其特征在于，該裝置包括模擬機車弓網(wǎng)裝置(I)、電氣控制裝置(2)、模擬機車負載裝置(3)和用于給上述裝置供電的電源裝置(4)。
2.所述模擬機車弓網(wǎng)裝置(I)包括用于模擬真實受電弓的受電弓質(zhì)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(zhì)量塊(10)上方設置有受電弓碳滑板(14 )和用于模擬機車速度的圓盤(15 )。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種機車受電弓主動控制試驗裝置，其特征在于，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(jù)權利要求I所述的一種機車受電弓主動控制試驗裝置，其特征在于，所述電源裝置包括調(diào)壓器和交流電源，所述調(diào)壓器與負載串聯(lián)。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種機車受電弓主動控制試驗裝置，其特征在于，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(diào)壓器與所述受電弓碳滑板連接。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種機車受電弓主動控制試驗裝置，其特征在于，所述電氣控制裝置包括 信號調(diào)理單元，用于調(diào)理所述傳感器傳輸來的信號； A/D轉換單元，用于對信號調(diào)理單元的信號進行A/D轉換； 控制器，用于對A/D轉換單元的信號進行分析處理； 采集單元，用于采集所述第一電機運行時的電信號； 脈沖輸出單元，用于接收來自控制器的信號并輸出脈沖； 電機驅動器，用于接收脈沖輸出單兀的信號并驅動第一電機。
全文摘要
本發(fā)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(wǎng)裝置、電氣控制裝置和用于給上述裝置供電的電源裝置。所述模擬機車弓網(wǎng)裝置包括用于模擬受電弓的質(zhì)量塊和驅動受電弓升降運動的機械驅動裝置，所述質(zhì)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(fā)明模擬裝置結構簡單、實現(xiàn)方便，尤其在主動控制方面提出了基于電氣控制來代替?zhèn)鹘y(tǒng)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(chǎn)品研制打下良好的基礎，也同時為廣大研究工作者提供了研究弓網(wǎng)關系的新途徑。
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(yōu)先權日2012年5月7日
發(fā)明者任朋彪, 張曉東, 徐建忠, 李華偉, 李國國, 楊志鵬, 范瑜, 閆莎莎, 韓丙光, 馬法運 申請人:北京交通大學