储能式现代有轨电车受电器研制

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近年来,有轨电车在国内规划的里程迅速增长。储能式现代有轨电车与现有轨道交通相比,具有能量高效利用和循环利用,绿色节能等优点。而世界范围内,尚无成熟应用于储能式有轨电车短时大电流静态受流的受电器。因此研制一种能满足储能式现代有轨电车特点的新型受电器必要而紧迫。
  本文研制的新型受电器充分考虑储能式现代有轨电车的结构及运行特点:采用小型单臂式框架结构,保证设备尺寸小,满足电车双向运行要求;采用弹性悬挂集电头直接连接至受电装置或车辆的接线端子,保证设备的受流安全和载流能力;受电器采用拉伸弹簧驱动,在非故障/紧急状态下一直保持升起状态而不降下,解决现有电动车辆受电装置升降时间长的问题;采用绝缘人工软轴降弓装置远距离操作的紧急降弓,完成故障情况下的紧急降弓控制功能。
  本文设计的受电器基本原理为四杆机构。论文首先对受电器的结构特征进行了描述,在此基础上,采用Matlab对受电器升弓轨迹进行计算,从结构上保证受电器在近似垂直状态运动;然后根据受电器与受流轨之间的工作压力对升降弓转矩进行计算,从而对升弓弹簧进行设计。根据车辆的限界要求以及受电器本身的结构尺寸要求,利用Matlab计算优化出受电器的四杆机构参数,并通过三维软件进行受电器的三维建模和装配,再进行静力学仿真计算。仿真结果分析表明,所设计的受电器能够实现储能式现代有轨电车的受流要求,初步验证了受电器设计的合理性。
  最后按照所设计受电器的图纸,成功将储能式现代有轨电车的受电器实物加工、装配出来。并按照GB/T21561.2-2008,在铁道部产品质量监督检验中心机车车辆检验站对所设计受电器进行型式试验,试验结果表明本文所设计的储能式现代有轨电车受电器符合实际运行要求。
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