第13讲_受电弓及弓网系统的耦合与设计课件

受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 第14讲 受电弓及弓网系统的耦合与设计 主讲人 董昭德 西南交通大学电气工程学院 201112 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 一、受电弓的基本构成和术语 （1）框架 （2）底架（3）弓头（4）滑板（5）弓角（6）弓头长度（7）弓头宽度 （8）弓头高度（9）弓头支承轴（10）滑板长度（11）下部工作位置高度 （12）上部工作位置高度（13）工作范围（14）落弓高度 (15) 支持绝缘子. 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 一、受电弓的基本构成和术语 (1) 弓头 弓头由滑板、滑板托架、弓角等几部分组成，安装在受电弓框架的顶端，借助框架的伸缩 作上下移动，并能绕自身的固定转轴作少量的转动。 滑板是集电元件，与接触线滑动接触完成牵引电能的传输。滑板一旦受损或失效将危及 列车运行安全。 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 一、受电弓的基本构成和术语 弓头悬挂结构 (2)弓头悬挂结构 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 一、受电弓的基本构成和术语 框架结构简图 (3) 框架 (4) 底架 (5) 传动机构 升弓机构 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 二 受电弓简介 1 高速受流对受电弓的要求 质量轻 稳定 上下走直线 左右不摇摆 2 受电弓简介 依据受电弓的支撑结构，可分为单臂弓和双臂弓，双臂弓主要用 于早期电气化铁路，以日本的菱形受电弓为代表；随着技术的发展， 单臂受电弓应用越来越多。 受电弓单臂、双臂、T形 单臂非对称结构，质量轻 双臂对称结构，质量重、稳定性好 T形空气动力学特性好 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 受电弓形式与发展 双臂受电弓TPS203 500系 T型受电弓 1889年德国受电弓 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 受电弓形式与发展 单臂受电弓 德国DSA受电弓 法国GPU受电弓 法国CX-300受电弓 700系用受电弓(日本) 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 弓头 框架 升降弓装置 基本要求： 上下走直线 弓头不偏摆 静态接触恒定 单臂受电弓 2 受电弓简介 弓头跟随性好 动态响应快 阻尼合理 受空气影响小 噪音小 质量轻 动力学性能基本要求 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.4 （1）弓头结构 弓头的悬挂形式 圆弹簧 直线作用 斜线作用 板簧 橡胶 直线作用 扭转作用 滑板形式 单滑板 整体双滑板 分体双滑板 2 单臂受电弓的基本结构 三元与二元的区别 ？ 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.4 启动电流大 辅助滑板受电弓 二 受电弓简介 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 底架：不锈钢焊接结构；下臂：铸铝结构； 上导杆：碳纤维；弓头：高强度钛合金； 上臂：铝型材。 设计速度 300 km/h 落弓位伸展长度 2640 mm 最大升弓高度（包括绝缘子） 3000 mm 落弓位高度（包括绝缘子） 588 mm 弓头长度 1950 mm 额定电压 25 kV 额定电流 1000 A 接触压力 70 120 N（可 调） 驱动类型 气囊驱动机构 升弓 5.4秒 可调 降弓4 秒 可调 整弓质量 约109kg 中国300km/h受电弓 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 受电弓的性能表征 额定静态接触压力； 同高度压力差； 同向压力差； 静态压力曲线； 工作高度； 最高升弓高度； 升降弓时间， 静态接触压力 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 受电弓性能优化 优化目标： （1）确保高速运行条件下的可靠性和安全性； （2）受流质量良好，离线率和电火花在容许范围之内； （3）平均接触压力不超过120N；标准偏差不超过24N； （4）应有尽量长的使用寿命，不低于150200万架次。 优化内容： （1）弓头垂直运动轨迹； （2）主轴转矩； （3）维持动态平衡及升弓弹簧刚度 （4）归算质量； （5）静态接触压力。 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 受电弓的归算质量是指将整个受电弓的活动部分（如滑板、托架、 框架等）的实际质量归算到弓线接触点，使整个受电弓具有与受电弓滑 板相同加速度的质量，该质量所产生的动能与整个受电弓所产生的实际 动能相等。 受电弓的归算质量不是一个常数，它随受电弓的升弓高度变化而变 化。其算法有多种，但均是根据动能相等的原理进行的。 实践和研究表明：受电弓的归算质量应控制在825千克之间。 受电弓的归算质量越小，它的跟随特性就越好，适应接触网的能 力也就越强，能有效降低受电弓的动态振幅。 对受电弓而言，归算质量的作用与接触网的波动速度对接触网的作 用相当！ 受电弓归算质量 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 4 弓网受流对滑板的技术要求 (1) 为防止接触线与滑板间的接触电阻过大，引起发热烧损接 触线和滑板，滑板的材料必须具有良好的导电性能； (2) 接触线和滑板间必须具有良好的磨擦性和互润性，以减少 维修量、延长设备寿命； (3) 滑板对接触线或接触线对滑板二者间不能造成损伤； (4) 滑板应具有良好的韧性、耐冲击性好，不会因冲击而发生 缺损或破裂，也不会因工作原因而产生大量粉性物质； (5) 为减小受电弓的归算质量，提高受电弓的跟随特性，降低 受电弓引起的冲击和离线率，滑板的质量要轻； (6) 滑板为易耗品，为节约经费，其价格应低。 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 三、弓网受流的系统性 受电弓 接触网 弓网受流 弓和网是两个独立的机电系统，受电弓高速移动，接触网固定不动； 弓网之间的接触耦合是动与静，刚与柔的耦合； 受电弓和接触网的设备属性和功能属性相分离； 受电弓和接触网彼此分开后都没有单独使用的功能，二者只有耦合要一起才 具有使用价值，因此，弓网是一个整体，必须将二者作为一个系统； 影响弓网受流系统的因素众多，弓网受流问题是一个系统工程问题，因此，设 计、分析、解决弓网问题必须从系统的认识出发，设计和实施一个整体，以求达 到所希望的效果。系统工程是工程技术，是技术就不宜泛称为科学。 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 三、弓网的系统性 弓网受流是一个多学科交叉的系统工程； 弓网系统的核心任务是完成电能的传输； 弓和网是弓网系统的两个具有独立特性的子系统； 影响弓网耦合的因素很多，具有大系统特征； 系统的研究重点是电接触、振动与波动、检测与评价 ；仿真与试验；装备制造； 受流质量与弓网寿命依赖于弓网系统的设计、制造（ 施工）、运行维护方案; 弓网系统性还表现为电气化铁路大系统的一个小系统 弓网系统示意图 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 弓网系统图 弓网耦合因素图 受电弓 接触网 几何 电气 机械 材料 弓网间的多重耦合-弓与网的主次 三、弓网的系统性 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 三、弓网的系统性 受电弓 接触网 弓网受流 系统工程的特点 是一个由许多部分组成的整体； 是一个由相互关联、相互制约的各个部分所组成的具有特定功能的有机整体； 一个“系统”本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分； 工程技术离不开具体的环境和条件，必须有什么问题解决什么问题； 工程技术避不开客观事物的复杂性，必然要同时运用多个学科的成果。 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 简单抽象地看，过程很简单! 深入了解后，实际很复杂! 原因： (1) 接触过程复杂： 复杂震动! 复杂碰撞! 滑动摩擦! 以及以上多种运动机理的复合作用 “震动”源有五个： 轮轨作用 机车自身 受电弓与车体的联体 风引起的受电弓震动 受电弓摩擦接触线引起的震动； 四 弓网系统复杂性 “碰撞”源有两个： 受电弓与完好匹配的接触线之间 存在的因对向震动波引起的随机“合 理碰撞”。 受电弓与可能不完好不匹配的接 触线之间存在的因对向震动波引起的 随机“非合理碰撞”。 动态受电弓与动态接触线间的动摩擦。 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 (2) 弓网存在四重动态耦合(几何、电气、机械、材料) 弓网的复杂性还表现在弓网的接触过程中接触力的不 断变化，存在静态作用力与动态作用力两种表现形式。 静态下的(指静止或低速情况下)弓网作用力来源于受 电弓升弓后对接触线的垂直压力，反映了接触网和受电弓的 静态特性； 静态作用力越大，滑板和接触线的机械磨耗越大，使 用时限越短； 静态作用力越小，机械磨耗越小，但不利于受电弓克 服风、震动等惯性，难以稳定取流，必然产生不合适的电弧 ，增大滑板和接触线的电气磨耗，滑板和接触线的合理使用 时限也会缩短。 四 弓网系统复杂性 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 (2) 弓网存在四重动态耦合(几何、电气、机械、材料) 动态下的弓网作用力，表现为运行中的受电弓对接 触线的瞬时作用力，反映了受电弓和接触网的动态特性。 当弓网动态作用力大到超过一定数值后，一方面造 成接触网和受电弓的不合理磨耗，降低其使用时限；另一 方面还会引起接触线的过度抬升，加快接触线的机械疲劳 ，甚至造成弓网事故； 当弓网动态作用力低于一定数值后，取流效果下降 ，甚至引起电弧，烧损滑板、接触线，大的电弧甚至可烧 断承力索。 四 弓网系统复杂性 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 简单抽象地看，过程很简单! 深入了解后，实际很复杂! 原因： 是一个大系统耦合条件下的弓网系统； 是一个试验性科学技术综合性系统： 工程要素是指形成工程所必需的 材质、地质、基础、零配件、构件 、设备、工机器具等硬要素和合适 的工程构造结构，先进的工程设备( 含零配件、构件)的制造手段和工艺 ，合理的建设条件（投资、工期、 作业时间与作业空间等），先进的 工法、工艺，先进的检测和试验技 术等软要素。 四 弓网系统复杂性 轮轨关系既有独特性，又有基础性和一定的制约性； 弓网关系既有独立性，又有综合性和被动性； 随着列车运行速度的不断提高，轮轨系统对弓网系统的影响呈现出高次幂函 数的变化规律，具有特殊复杂性； 任何一个内在工程要素的变化，都会带来工程技术（包括设计、建设、制造 、施工各环节）上大的差异；这些差异，甚至无法仅依赖一门或几门科学技术 理论来指导、解决，必须依靠先进的工程科学技术试验方法手段来不断的试验 研究后，才可能进行调整。 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 五 高速弓网的耦合关系 几何耦合（基础） 材料耦合（保障） 电气耦合（核心） 机械耦合（关键） 弓网耦合 弓和网的空间几何关系 弓和网的电气关系 弓和网的动态关系 弓和网的材料匹配关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 几何耦合的重点问题 垂直方向的：高度与坡度、坡度变化率； 水平方向的：拉出值、跨中风偏移 综合作用的：纵移与横偏 锚段关节非支抬高、偏移； 线岔始触区和无线夹区； 受电弓与附加导线间的距离。 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 几何耦合 表征接触线在轨平面方向的主要参数是拉出值和风偏，接触线应总是处 于受电弓弓头的工作范围(受电弓弓头的工作长度减去至少2200mm后所 得到的数值)以内。为此，应考虑以下因素： 受电弓偏离机车车辆的设计位置； 机车车辆的左右晃动以及轨道偏差； 接触线移动的极限位置值。 接触线移动的极限位置主要为风偏，任何架空导线在风的作用下都要偏 离自己的起始位置，接触线也不例外。 受电弓静受电弓的弓头轮廓 (3) 拉出值与受电弓有效工作长度 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 几何耦合 始触区 接触线无线夹区 对于1950mm受 电弓，距受电弓中 心6001050mm的 平面和受电弓最大 动态抬升高度（ 200mm）构成的立 体空间区域为始触 区，在该区域内， 一般不允许安装任 何零件和线夹（特 殊需要时可安装吊 弦线夹） 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 电气耦合 接触线与受电弓滑板之间的电气匹配关系。 弓网安全运行的核心!所有改善弓网性能的最终目的都是为了实现牵 引电能的稳定传输，保证弓网在动和静两种工况下的电气稳定性和合 理的电气磨耗。 (3) 研究目的: 保证弓网间电能传输的稳定性和安全性， 保证接触线与滑板这对电气藕合在材料性能、电 气指标上的匹配， 保证弓网在相互高速运行中或相对静止两种工况 下的电气稳定性和合理的电气磨耗； (2)表征参数： 最大允许通过电流 接触线和滑板的电阻率 接触电阻 散热性能 电磨耗 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 电气耦合 当工作在可分合(从分离到接触或从接触到分离)的过程时,在一定条件下会 产生电弧或其它放电现象； 滑板和接触线在大气中脱离接触时，被断开的电流超过0.251A，断开瞬 间加在滑板与接触线上的电压超过1220V，在滑板与接触线的间隙中通常会产生 一团温度极高、发出强光和能够导电的近似圆柱形的气体这就是电弧 产生电弧的最小电流如果小于一定数值，则开断时只能产生一为时极短的 弧光放电通常称为电火花 (4) 滑板和接触线间的三种工作方式 接 触 可分合 分 离 电火花 电弧 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 电气耦合 (5) 电弧和电火花的区别 电火花：过热的表面毛刺或导电班点飞 溅形成的火花状物质； 电 弧：滑板和接触线脱离接触，使处 于滑板和接触线间的空气游离击穿所产生的 温度极高的耀眼光斑。 本质区别：高温的能量接续者；低温的 润滑剂。 弓网电弧的危害： 电气磨损； 导线失效； 降低上级电网的电能质量； 高频电磁干扰； 铁路噪音。 电火花 电 弧 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 电气耦合 (6)弓网静态接触电阻 对于滑板和接触线间点状接触的粗糙表面， 依据电接触理论，单个导电斑点的接触电阻 导电斑点附近电流线收缩现象 当温度达到接触线或滑板材 料的软化点和熔化点时，导电斑 点及其附近的接触线或滑板材料 就会发生软化和熔化。 弓网系统总的静态接触电阻为 滑板与接触线间的接触斑点 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 电气耦合 (7) 接触点的温升 根据电位温度理论可知，导电斑点超过接 触点外的温度与接触电阻及通过接触点的电流成简 单的函数关系 滑板与接触线间的接触斑点 导电斑点超出接触点以外区域的温度，即接触点温升 U接触压降 I通过接触面的总电流 滑板与接触线材料的热导率与电阻率乘积的平均值 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 电气耦合 电弧热功率导致滑板和接触线 温度升高，温升到一定程度时， 滑板和接触线的表面会发生熔化 和气化 在弓网相对运动过程中，滑板 和接触线的接触位置不断变化， 电弧位置也在不断变化，位置变 化的速度与接触线的拉出值、列 车的运行速度有关 相对运动阻止了电弧能量引起 的弓网系统固定位置的温度升高 。 (7) 接触点的温升 弓网间的电流弓网间的电弧 列车停车时的取流: 热效应,接触电阻、 接触面积 散热 电气磨耗 列车高速运行时的取 流:热效应,接触电阻 、接触面积 散热 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 电气耦合 (8) 过分相产生过电压的问题 受电弓滑板脱离有电区前 受电弓滑板脱离有电区后 过渡状态：电压和电流波动性很大 三大耦合：静电（电容）、感应电（电感）、阻性（纵向电阻） 三个过程：接触、分离、可分离 中性段上的感应电压只与两个电源的相位关系有关， 平衡变压器接线方式下，感应电压有效值约为17kV； Yn,d11接线方式下，感应电压为12kV。 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 机械耦合 (1) 机械耦合的研究内容 弓网机械耦合是指受电弓与接触网的动态匹 配关系，它研究的是高速运行下的受电弓与接 触网间的动态匹配和动态稳定性问题。 主要表征参数 弓网接触力、 弓网振动特性、 接触网波动 特性， 受电弓追随特性等。 弓网动态耦合矩阵图 就弓网系统本身而言，影响受流稳定的因素就有接触网波动和振动、单弓 取流的谐振速度、双弓取流的谐振速度等。 波动速度及单弓取流的谐振速度与受电弓参数关系不大，主要取决于接触 网的结构与参数，而双弓受流的谐振速度与受电弓安装间隔密切相关，具有较 大的可变性。另外，路基及桥梁特性、接触线和钢轨的不平顺度、风速和风向 、覆冰等都直接影响弓网系统的振动。 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 弓网间的动态耦合弓网动态特性综述 弓网动态特性是指列车高速运行时受电弓和接触线之间所表现的而 在低速阶段表现不出来的异常特殊现象，主要体现在接触线弯曲应力、 弓网接触力、弓网抬升量等值。 弓网接触力 =0 +AERRDYN 静态接触压力0、 空气动力分力AER、 摩擦力R 动态接触压力分力DYN 气流主要作用在滑板上（7580%）， 其余部分（2520%）作用在受电弓框架上。 弓网接触压力P受电弓与接触网之间的接触力 静态接触压力P0 驱动机构使滑板与接触线间产生的压力 磨擦力PR 关节间的磨擦力，与弓头运动方向相反 空气动力接触压力分力PAER 气流对受电弓的抬升力 动态接触压力分力PDYN 由垂直振动引起的惯性力 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 平均接触压力目标值 弓网间的动态耦合弓网接触力 大量测试数据的统计、积累和分析表明：受流质量良好的弓网系统，其 接触力的统计规律均符合正态分布曲线 68.30%95.50% 99.70% S标准压力偏差 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 弓网间的动态耦合弓网动态特性综述 S标准压力偏差 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 应力 速度特性 AgCu120（波动速度为540km/h）的速度应力特性曲线 接触线内的应力过大对接触线的寿命不利。关于接触线 寿命问题，影响因素较多，但主要有两点：磨耗与疲劳应力 ，对于高速运行条件下的接触线，其寿命的决定性因素还在 探导之中。 弓网间的动态耦合弓网动态特性综述 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 弓网间的动态耦合弓网动态特性综述 抬升特性 在200km/h及其以下速度运行时，静态抬升 量明显高于实测的动态抬升量；当运行速度超过 230km/h 时，动态抬升量明显超过了计算值，显 示出动态特性增强的特点，动态抬升部分随着运 行速度的增加很明显地大于静态值，这就是弓网 动态抬升特性的具体体现。 速运行时的动态抬升量 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 弓网间的动态耦合弓网动态特性综述 多普勒因数、增强因数与运行速度的关系 动态特性的机理分析 振动波在接触线上的传播特性对受电弓的 受流性能起着主导作用，以波的形式振动着的 接触线与移动着的受电弓相互作用，形成非常 复杂的运行状态。该状态可用各种动态因数来 表征。 多普勒效应的强弱用多普勒因数来表示， 越小或越接近于零，多普勒效应就越强； 反射因数r反映了承力索与接触线通过吊 弦的耦合情况，反射因数r越小，承力索与接 触线振动波的传播匹配性就越好；通常情况下 ，增强系数值越大，说明含反射波的多普勒效 应就越强，受电弓与接触悬挂相互作用的动态 性能就越差。由于反射因数r不易控制，降低 无量纲系数值就成为提高弓网相互作用稳定性 和可靠性的主要途径。 由图可见，运行速度越接近波动速度，多普勒因数就越小，而增强因数就越大 。增强因数是一个重要的动态特征参数，它充分显示了对接触悬挂的重要影响，正 是由于这种影响，使接触悬挂在悬挂点处的动态抬升量与运行速度呈现非线性关系 。 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 弓网间的动态耦合频谱特性 接触网是一个有大量的自由振荡和无数个固有频率的机械系统。 对称振荡：相对于参考点对称的两个点是同相位振荡； 非对称振荡：相对于参考点对称的两个点是同相位振荡； 离支持点最近的 两吊弦之间的距离 结构系数 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 机械耦合 (2) 波动 波动速度一定的条件下，不同列车 运行速度的接触线振动波形 不同 值下的接触线抬升 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 机械耦合 (3) 振动 弓网振动方程 （a）受电弓的抬升力为一常数； （b）接触网跨距一致； （c）只考虑垂直面内的一维振动、不考虑风对弓网系统的横向吹动； （d）将弓网系统的质量归算为弓网接触点的恒定质量M； （e）悬挂弹性为水平位移x的函数，表示为K(x)。 弓网简化振动模型 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 机械耦合 (3) 振动 弓网振动方程 （a）受电弓的抬升力为一常数； （b）接触网跨距一致； （c）只考虑垂直面内的一维振动、不考虑风对弓网系统的横向吹动； （d）将弓网系统的质量归算为弓网接触点的恒定质量M； （e）悬挂弹性为水平位移x的函数，表示为K(x)。 弓网简化振动模型 当接触悬挂弹性一致时，弓网振动是一振幅有限的简谐振动，无论机车运行 速度如何变化，受电弓滑板都可与接触线以同样的振幅协调运行而不会产生 离线。实际上，悬挂弹性不可能完全一致，因此，实际弓网受流系统的振动 不可能是一个的简谐振动，这仅是一种理想状态。 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 机械耦合 (3) 振动 弓网振动方程 实际上，悬挂弹性并不 均匀，可近似表示为 弓网振动模型 弹性不均匀系数 令 周期变参数振动问题的典型方程 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 机械耦合 (3) 振动 弓网受流稳定区示意图 弓网受流稳定性区 速度特征系数 弹性不均匀系数 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 材料耦合 从受流角度看, 用纯铜或铜基合金构成接触导线和受电弓滑板系统为最 佳方案,但相同材料进行匹配会引起严重的粘着磨损，并非最佳方案。接触 网的特性决定了接触导线应是以纯铜或者铜合金材料为主的长大件, 无更多 的选择，因此、为增加弓网系统的使用时限，减少接触线和受电弓滑板间的 磨耗,寻求滑板与接触线间的最佳匹配关系的重任就只能由尺寸较小, 试验 容易,试制容易的受电弓滑板来承担了 磨耗的种类和特征 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 材料耦合 磨损工程系统示意图 机械作用下的磨损； 强电流作用下的磨损； 机械和强电流综合作用下的磨损； 滑板与接触线的材质及其匹配； 列车运行速度与电流 接触压力 悬挂类型与接触线的平滑性 线路(主要是钢轨)的平顺性 环境条件 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 材料耦合 影响接触线与滑板磨耗的各种因素 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 材料耦合 滑板磨耗的速度特性滑板磨耗的电流特性 五 高速弓网的耦合关系 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 课间休息！ 受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12 过程 六、弓网系统的设计过程与原则 设 计 施 工 竣工验收 接触力（燃弧）、抬升 与弹性及其均匀程度有关 系统设计(弓网