受電弓主動控制實驗裝置的實現(xiàn)及其控制策略的研究.pdf

1、我國現(xiàn)處于鐵路高速化電氣化的建設浪潮之中，高速電力列車成為發(fā)展主流。車載受電弓從接觸網(wǎng)上滑動取流來獲取列車運行的動力，良好的弓網(wǎng)關系是列車穩(wěn)定運行的重要條件。然而，隨著電力列車運行速度的不斷提高，弓網(wǎng)之間的機械振動越來越劇烈。如果振動幅度過大則會出現(xiàn)弓網(wǎng)離線現(xiàn)象。離線會中斷對列車的供電而造成列車運行不穩(wěn)定，同時往往伴隨著弓網(wǎng)離線電弧產(chǎn)生，電弧會對受電弓滑板和接觸線產(chǎn)生嚴重燒蝕，進而加速接觸網(wǎng)和受電弓滑板的磨耗。電弧也是強電磁場干擾源會對

2、電弧周圍通信設備產(chǎn)生無線電信號干擾，嚴重時還會造成弓網(wǎng)故障引起列車停運，造成巨大的經(jīng)濟損失更甚者會產(chǎn)生安全事故。如何提高弓網(wǎng)受流質量成為了國內(nèi)外高速鐵路弓網(wǎng)關系的研究熱點之一。
　　本文從受電弓主動控制的角度出發(fā)，對抑制弓網(wǎng)電弧的產(chǎn)生、改善弓網(wǎng)接觸壓力、進而提高弓網(wǎng)受流質量進行了深入的研究。希望能對我國高速鐵路的發(fā)展提供參考。
　　本文分析研究的主要內(nèi)容有:
　　首先，分析了接觸網(wǎng)、受電弓的動力學特性及國內(nèi)外一些主動控

3、制式受電弓的實驗室模擬平臺，設計并制作了新的弓網(wǎng)關系實驗平臺。該接觸網(wǎng)模擬裝置可以實現(xiàn)受電弓與接觸網(wǎng)直線柔性滑動接觸。
　　其次，基于DSP及PID控制原理設計主動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)對弓網(wǎng)間的接觸力進行主動控制。該控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集部分、DSP控制器以及受電弓模擬裝置電氣驅動裝置。數(shù)據(jù)采集部分包含傳感器采集原始信號和調理電路;DSP控制器部分包括DSP芯片的外圍硬件電路、AD轉換電路、數(shù)字濾波算法、PID控制軟件算法以及控制信號的輸