[发明专利]一种基于取流反馈的受电弓主动控制方法及控制装置

说明书

本发明公开了一种基于取流反馈的受电弓主动控制方法，包括：(1)通过设置于受电弓主线缆上的电流传感器获取受电弓的电流信号，并获取列车的速度信号/位置信号；(2)根据列车的速度信号/位置信号判断列车所在区段，配合电流信号反馈实时调节气囊气压，改变受电弓的升弓力，以减小弓网接触点燃弧率。本发明将原有气路控制箱内无法实时调整的定压减压阀替换为在非高电压部分设置的可控的电磁减压阀，使气囊气压可实时调整，结合在受电弓主线缆上设置的电流传感器，通过电流大小反馈控制受电弓的升弓力，有效减少了加速区段弓网系统燃弧率，从而达到减小受电弓滑板和接触线的电气磨耗的目的。

技术领域

本发明涉及电力机车和动车受电弓技术领域，具体地讲，是涉及一种基于取流反馈的受电弓主动控制方法及控制装置。

背景技术

电气化铁路和城市轨道交通系统中，电力列车使用受电弓从架空接触网取得电能。受电弓一般由受电弓滑板、上框架、下臂杆(双臂弓用下框架)、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。

受电弓安装在车厢顶部，列车运行过程中受电弓滑板与提供电能的接触导线保持滑动接触。受电弓和接触网这两个子系统通过弓网接触力耦合在一起，形成一个相互作用的动态系统。

电力列车所需的电能通过受电弓滑板和接触导线的接触点传输。在加速过程中，弓网接触点通过很大的电流。很大的电流导致了弓网接触点燃弧，进而增加了受电弓滑板与接触线的电气磨耗。目前很多地铁受电弓滑板寿命只有期望值的一半，其经济性大打折扣。

为此，本发明希望通过对受电弓的主动控制，达到减少加速区段弓网燃弧现象，减小受电弓滑板磨耗的目的。

文献号为CN106094520A的中国专利文献公开了一种基于状态反馈精确线性化的受电弓主动控制方法。该文献公布的受电弓控制方法是通过建立三元弓网耦合动力学模型，并对其进行受力分析，获取弓网系统状态量，将其反馈线性化，并求出传递函数和零极点，从而调整升弓力，达到线性最优控制策略。

文献号为CN105652111A的中国专利文献公开了一种受电弓动态运行性能控制方法及装置。其对受电弓的控制方法主要是通过实验得到受电弓在不同方向不同速度级的弓网受流性能参数和受电弓动力学性能参数，然后利用二次多项式曲线回归的方法，弓网接触力在不同开口方向不同速度级下的趋势回归曲线，最后通过所得的弓网接触力趋势回归曲线控制受电弓的动态运行性能。其主要关注点是通过对受电弓的动态性能参数的控制，从而控制弓网接触力，保证弓网受流良好。

文献号为CN2014570094U的中国专利文献公开了一种受电弓主动控制装置，该装置能主动补偿接触网因各种因数产生的接触力变化，减小压力波动。该装置主要工作原理是通过计算机气路控制器与列车上的GPS装置确定运行区间各位置对应的受电弓理想抬升量，然后根据车载速度表的数据和列车测风仪得到的风力、风向等数据，并结合当前接触网的刚度值，计算出受电弓不同运动状态产生的总抬升量。最后根据理想抬升量与总抬升量的大小，对气囊进行主动开环控制，来补偿弓网接触压力，使其始终保持基本一致。其主要关注点是通过该装置得到的数据对受电弓气囊的控制，从而控制弓网接触压力。

现阶段对受电弓实现主动控制大都通过调整受电弓动态参数来实现，根据受电弓动态表现进行主动控制。但在控制中并没有考虑受电弓取流的因素，也没有考虑弓网接触点的载流能力。

发明人对此进行了研究，据研究结果显示，当弓网接触点载流量上升时，燃弧几率大大增加，进而造成受电弓滑板与接触线的磨耗增加。基于此研究，发明人提出通过增加静态升弓力使燃弧率减小，从而减小弓网磨耗，以改善这一情况。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于取流反馈的受电弓主动控制方法，通过弓网接触点电流对受电弓升功力进行反馈控制，使加速时弓网接触力增加，减小弓网接触点的燃弧，达到受电弓滑板与接触线磨耗降低的目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：