基于气动系统的受电弓主动控制试验装置的研究

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1、HydraulicsPneumatics&SealO．10．2013基于气动系统的受电弓主动控制试验装置的研究蔡华，吴向东，刘刚，李谦(西南交通大学机械工程学院，四川成都610031)摘要：为改善弓网动态特性，使受电弓对于接触网具有良好的跟随性，减少离线和拉弧，保证弓网受流质量，该文提出了一种基于气动系统的旨在实现弓网良好接触的控制方案。以受电弓抬升气压为控制目标的思路下，设计开发了以气动系统为主动执行器的主动控制系统．并以最新的国产试验性高速列车受电弓V500为对象进行了试验。试验结果表明引用气动系统主动控制技术后，弓头和接触线的接触压力达到设计要求．且具有良好的跟随性。基

2、本达到试验要求。关键词：受电弓：主动控制：弓网接触压力；气动系统中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1008—0813(2013)10—00O5—04KesearchofPantographActiveControlTestingApparatusBasedonPneumaticSystemCAIHua，Xiang-dong，LIUGang，LIQian(SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Inordertotoimproveth

3、echaracteristicsofthepantograph／catenarysystem，makethepantographhasgoodtraceabilityforcatenary，decreasethearchnetworkareandoffline，andguaranteethecollectionqualityofpantograph—catenary，thispaperproposeacontrolschemebasedonpneumaticsystemaimedatachievingagoodcontactbetweenpantographandcatena

4、ry．Wedevelopedaactivecontrolsystem，whichmadepneumaticsystemasactiveactuatorsandhadbeentestedinV500．Theresultshowsthatthepressurebetweenpantographandcatenarycomplieswiththedesignrequirementsafterpneumaticsystemwasappliedonthesystem．Keywords：pantograph；activecontrol；thepressurebetweenpantogra

5、phandcatenary；pneumaticsystem0引言1受电弓主动控制系统总体设计弓网稳定受流是高速列车安全、稳定运行需要解主动控制系统是指受电弓完全放弃被动悬挂系决的关键技术之一过去的几十年已经有很多学者在统．系统功能实现和动态特性的改进全部由主动执行这方面做了很多的研究。他们主要集中在日本和欧洲。器来实现根据主动悬挂系统在受电弓上安装位置的理论上，解决弓网受流的最好方法有两种：不同．可以将它们分为两类。(1)增加接触线的张力，从而提高接触线的接触刚度；(1)主动悬挂弓头，升弓由被动执行器(弹簧或者(2)增加弓头与接触线之间的接触力。气缸)实现．主动控制直接在弓头

6、之下实现；然而，这两种方法都存在着巨大的缺陷。例如，增(2)主动框架，弓头下面是被动悬挂系统，主动控加接触线张力，将会极大增加建设资金投入。而增加弓制执行器放置在列车顶部．用来升弓和改善受电弓的头与接触线。将会加快接触线和弓头的磨损。因此这两动态特性种方法都不可取这两种主动控制受电弓用简图表示为图1。为了提高弓网系统的动态性能．并降低费用及消耗．学者们提出了受电弓的半主动控制和主动控制两挂种控制方法。但是半主动控制系统较为复杂，目前，研悬挂器究和应用最多的是主动控制系统。图1两种主动控制受电弓到目前为止，学者们使用过的执行器主要有两种，基金项目：国家973计划项目(2007C

7、B714700)；“十一五”国家科技支撑即电机执行器和液压执行器。意大利的A．Collina在弓计划(2009BAG12A05)头的旋转关节处放置直流电机来实现主动控制。而大收稿日期：2013—03—11多数研究人员(如Benedett0Allota)~lJ将研究重点集中作者简介：蔡华(1986-)，男，湖北黄冈人，在读硕士研究生，研究方向为机电液一体化系统控制与仿真。在液压执行器上。这种执行器有液压缸、液压执行阀和液压气动与密封／2013年第10期液压马达以及电气信号实现．液压缸放在列车顶部与压力的调