专利名称：弓网动态离线实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及弓网动态离线实验装置技术领域，具体的说，本发明涉及一种在实验条件下模拟受电弓在不同速度、电压等级下的动态离线实验装置。
背景技术：
在高速列车运行中，列车通过受电弓碳滑板与接触线的相对滑动接触取得电能，这一过程称之为动态受流。弓网动态受流质量取决于接触线与受电弓良好的相对滑动接触。随着列车运行速度的不断提高，由于接触网波动和受电弓振动加剧、车体振动激扰等因素，致使受电弓与接触线的相对滑动接触状态恶化，发生频繁的弓网离线，这称之为弓网动态离线现象。离线瞬间的电弧放电严重影响列车的动态受流特性，从而影响列车牵引传动 系统的牵引特性。此外，弓网离线不仅烧蚀接触线和受电弓滑板，缩短二者使用寿命。而且由此产生的高频电磁波还会对周围的通信线路造成无线电杂音干扰，并对周围环境造成噪声污染。因此，为研究弓网动态离线实际造成的不利影响，特别是对机车牵引系统的影响，首先有必要正确把握弓网动态离线的状态。由于实际条件的限制，弓网动态离线实验均采用实验室搭建模拟装置的方式来进行研究。现有的模拟试验装置一般是在特定的电压、电流和弓网间距下对弓网间电弧的生成机理展开研究，从而造成其模拟的弓网离线现象与实际的弓网动态离线有较大的差异。其只能在一定程度上说明电弧的特性。在文献号为CN101963638A的中国专利文献中，公开了一种弓网电接触特性试验装置，但是该装置侧重于对弓网电接触和弓网周期性离线进行特定的试验研究，而对正弦周期内任意时刻的离线和与符合实际的规律性离线并未做相关考虑。因此，现有必要提供一种弓网动态离线的实验装置以期更好的反应实际的弓网离线现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种模拟电力机车和动车受电弓动态离线的实验装置。该实验装置可实现受电弓在一个电压周期内任意时刻离线，也可以在不同速度等级下实现规律性的离线现象。为了解决上述问题，本发明公开了一种弓网动态离线实验装置，包括旋转机构、嵌套于该旋转机构上的接触线以及受电弓运动系统；其中，所述旋转机构包括转轮、与该转轮固为一体且同轴的转轴、设置于转轴一端并带动转轴转动的电机；所述接触线嵌套于该旋转机构的转轮轮缘；所述受电弓运动系统包括受电弓、受电弓控制装置；所述受电弓与所述接触线相接触；工作时，所述控制装置发出离线信号，控制所述动力装置拉动受电弓与接触线分离，产生离线；并在所述离线信号消失后，恢复受电弓与接触线相接触；电源进线通过所述转轴与接触线相连通，电源出线与受电弓相连通。优选的，所述受电弓控制装置包括设置于受电弓两端下侧的并支撑该受电弓的压力弹性元件、设置于所述受电弓中部下侧的拉杆以及与该拉杆相连的动力单元、以及与所述动力单元连接的用于控制动力单元运动的控制单元。可选的，所述压力弹性元件为压缩弹簧或者气动杆。优选的，所述受电弓控制装置包括一杠杆结构，在杠杠一端设置坠砣，另一端上侧设置受电弓，下侧设置拉杆以及与该拉杆相连的动力单元，以及与所述动力单元连接的用于控制动力单元运动的控制单元。 可选的，所述坠砣相对于杠杆支点的位置可调。可选的，在所述受电弓控制装置底部还设置有支座，所述支座与控制电机相连，所述控制电机用于控制所述支座可沿所述转轴轴线方向往复运动。可选的，所述电源进线通过集电环和碳刷与转轴相连接。可选的，所述电机为变频器调节电机。 可选的，还包括与所述电机相连的电源和调速器。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明的弓网动态离线实验装置上述通过电机带动传动结构和转轮高速转动，从而接触线相对于受电弓进行高速运动；受电弓控制系统调节弓网间接触压力，实现弓网间不同接触状态的高速运动，改变离线时刻实现电压周期内任意时刻的受电弓离线现象，并在不同速度等级下实现规律性的离线现象；使得对弓网动态离线模拟更为接近实际情况。可实现对现实条件的真实、准确的还原，从而有利于进行相关的研究，得出更为接近实际的实验结果。本发明的另外一个方面还可以通过控制受电弓横向位移实现受电弓与接触线的相对横向移动。
图I为本发明弓网动态离线实验装置的第一实施例的结构示意图；图2为接触线嵌套于转轮的结构示意图；图3为本发明弓网动态离线实验装置的第三实施例的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图I为本发明弓网动态离线实验装置的第一实施例的结构示意图。请参考图1，本实施例中，弓网动态离线实验装置包括旋转机构、嵌套于该旋转机构上的接触线以及受电弓运动系统。其中，所述旋转机构包括转轮1-5、与该转轮固为一体且同轴的转轴1-4，设置于转轴1-4 一端并带动转轴1-4转动的电机1-7。其中，所述电极1-7以及转轴的另一端固定在绝缘支架1-9上。接触线2嵌套于该旋转机构的转轮1-5的外沿，其嵌套结构如图2所示。
请继续参考图1，所述电机1-7可以为变频器调节电极，电源与调速器1-8与该电机相连接。在所述转轴的另一端与电源进线4相连。特别的，在转轴1-4的连接电源进线4的端部设置有集电环1-2和碳刷1-1。通过该集电环和碳刷，可实现电源进线4与旋转的转轴1-4之间的电连接。转轴1-4再进一步通过转轮的轮辐与接触线电连接。转轮1-5的相对于电源进线的一侧的转轴1-4上还套有绝缘套1-6。所述受电弓运动系统包括受电弓3-1和受电弓控制装置。本实施例中，受电弓控制装置包括设置于受电弓3-1两端下侧的并支撑该受电弓的压力弹性元件3-2、设置于所述受电弓中3-1部下侧的拉杆3-3以及与该拉杆3-3相连的动力单元3-4、以及与所述动力单元3-4连接的用于控制动力单元运动的控制单元(未示出)。其中，所述压力弹性元件3-2为压缩弹簧或者气动杆。电源出线5与受电弓3-1相连通。工作时，通过电机1-7带动传动结构和转轮高速转动，从而接触线2相对于受电弓 3-1进行高速运动；受电弓I控制装置调节弓网间接触压力，实现弓网间不同接触状态的高速运动，改变离线时刻实现电压周期内任意时刻的受电弓离线现象发生。电源通过集电环1-2、碳刷1-1给接触线供电，供电电压可以为220V和25kV等不同电压等级。若电极1_7为变频器调节电机，还可以实现转轮转速可调，对不同转速下的弓网离线现象进线模拟。此外，在本实施例中，所述受电弓控制装置底部还设置有支座3-5，所述支座3-5与控制电机(图未示出)相连，所述控制电机用于控制所述支座3-5可沿所述转轴轴线方向往复运动。从而实现受电弓3-1与接触线2之间产生相对滑动。从而可更为全面的了解受电弓3-1与接触线2之间的离线现象。本实施例的弓网动态离线实验装置上述通过电机带动传动结构和转轮高速转动，从而接触线相对于受电弓进行高速运动；受电弓控制系统调节弓网间接触压力，实现弓网间不同接触状态的高速运动，改变离线时刻实现电压周期内任意时刻的受电弓离线现象，并在不同速度等级下实现规律性的离线现象；可实现对现实条件的真实、准确的还原，从而有利于进行相关的研究，得出更为接近实际的实验结果。而且，通过控制受电弓横向位移实现受电弓与接触线的相对横向移动。在本发明的另外一实施例中，所述受电弓控制装置包括一杠杆结构，如图3所示，在杠杠一端设置坠砣6-3，另一端上侧设置受电弓3-1，下侧设置拉杆3-3以及与该拉杆相连的动力单元3-4,以及与所述动力单元3-4连接的用于控制动力单元运动的控制单元(图未示出)。所述坠砣6-3可沿着杆相对于杠杆支点6-2的位置可调，从而可改变接触线2与受电弓3-1之间的接触压力。从而可以模拟出不同接触压力下的离线情形。其中，本实施例中，离线控制方式以及转轮的转动方式可以与上述实施例相同，这里不再赘述。在本实施例中，受电弓控制装置也可以设置于可沿转轴轴线方向往复运动件的支座上。本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种弓网动态离线实验装置，其特征在于，包括旋转机构、嵌套于该旋转机构上的接触线以及受电弓运动系统； 其中，所述旋转机构包括转轮、与该转轮固为一体且同轴的转轴、设置于转轴一端并带动转轴转动的电机； 所述接触线嵌套于该旋转机构的转轮轮缘； 所述受电弓运动系统包括受电弓、受电弓控制装置； 所述受电弓与所述接触线相接触； 工作时，所述控制装置发出离线信号，控制所述动力装置拉动受电弓与接触线分离，产生离线；并在所述离线信号消失后，恢复受电弓与接触线相接触； 电源进线通过所述转轴与接触线相连通，电源出线与受电弓相连通。
2.根据权利要求I所述的弓网动态离线实验装置，其特征在于所述受电弓控制装置包括设置于受电弓两端下侧的并支撑该受电弓的压力弹性元件、设置于所述受电弓中部下侧的拉杆以及与该拉杆相连的动力单元、以及与所述动力单元连接的用于控制动力单元运动的控制单元。
3.根据权利要求2所述的弓网动态离线实验装置，其特征在于所述压力弹性元件为压缩弹簧或者气动杆。
4.根据权利要求I所述的弓网动态离线实验装置，其特征在于所述受电弓控制装置包括一杠杆结构，在杠杠一端设置坠砣，另一端上侧设置受电弓，下侧设置拉杆以及与该拉杆相连的动力单元，以及与所述动力单元连接的用于控制动力单元运动的控制单元。
5.根据权利要求4所述的弓网动态离线实验装置，其特征在于所述坠砣相对于杠杆支点的位置可调。
6.根据权利要求2至5任一所述的弓网动态离线实验装置，其特征在于在所述受电弓控制装置底部还设置有支座，所述支座与控制电机相连，所述控制电机用于控制所述支座可沿所述转轴轴线方向往复运动。
7.根据权利要求I所述的弓网动态离线实验装置，其特征在于所述电源进线通过集电环和碳刷与转轴相连接。
8.根据权利要求I所述的弓网动态离线实验装置，其特征在于所述电机为变频器调节电机。
9.根据权利要求I所述的弓网动态离线实验装置，其特征在于还包括与所述电机相连的电源和调速器。
全文摘要
一种弓网动态离线实验装置，包括旋转机构、嵌套于该旋转机构上的接触线以及受电弓运动系统；其中，所述旋转机构包括转轮、与该转轮固为一体且同轴的转轴、设置于转轴一端并带动转轴转动的电机；所述接触线嵌套于该旋转机构的转轮轮缘；所述受电弓运动系统包括受电弓、受电弓控制装置；所述受电弓与所述接触线相接触；工作时，所述控制装置发出离线信号，控制所述动力装置拉动受电弓与接触线分离，产生离线；并在所述离线信号消失后，恢复受电弓与接触线相接触；电源进线通过所述转轴与接触线相连通，电源出线与受电弓相连通。本发明可实现对现实条件的真实、准确的还原。
文档编号G01R31/00GK102830297SQ20121025221
公开日2012年12月19日 申请日期2012年7月19日 优先权日2012年7月19日
发明者刘文正, 杨中平, 林飞, 龚兆丰, 王伟亮, 葛璇 申请人:北京交通大学