[发明专利]一种受电弓主动控制装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种受电弓主动控制装置及其控制方法，属于电气化铁路受电弓‑接触网系统技术领域。中心导杆下端穿过移动质量块的通孔和作动器套筒式伸缩杆，进入作动器底座并与其下端固定；移动质量块的一端自由，另一端与作动器套筒式伸缩杆上端固结；作动器套筒式伸缩杆下端与作动器底座连接；作动器底座下端与上框架靠近尾部的横杆固结，所述受电弓底架设有控制器，作动器底座的信号输入端通过信号线缆与控制器的输出端连接，信号采集端为控制器的信号输入端。当移动质量块向上框架顶部横杆移动时，上框架整体结构重心向靠近受电弓弓头方向移动，受电弓抬升力下降；移动质量块向上框架靠近尾部的横杆移动时，受电弓抬升力上升。

技术领域

本发明属于电气化铁路受电弓-接触网系统主动控制技术领域。

背景技术

在高速电气化铁路中，安装于列车车顶的受电弓与架设在轨道线路旁的接触网通过滑动接触实现电能的传输，而受电弓弓头受力环境及接触网-受电弓之间的动态接触力反映了弓网系统的受流质量。通常采用的单臂受电弓存在开口和闭口两种工作模式，两种运行方向时受电弓平均抬升力会有差异，偏离理想受电弓静态抬升力范围。弓网动态接触力必须被控制在合理的范围，动态接触力太大会增加弓网高速运行冲击力和弓网接触副磨损，动态接触力太小，不能保证足够的接触面积，降低弓网接触副电能承载能力，发生燃弧烧蚀接触副表面等不良现象。为了解决上述问题，研究多从受电弓主动控制的角度出发对弓网动态相互作用过程进行控制，从而在保证良好的受流质量的同时，减轻弓网动态冲击，降低滑板和接触线磨耗。

目前国内外较为通常使用的方式是通过升弓机构控制受电弓框架结构抬升力来控制弓网动态相互作用过程，包括文献《基于空气弹簧高速受电弓的气压伺服主动控制研究》、《弓网最优接触压力载荷决策与受电弓主动控制研究》，《中国标准动车组受电弓主动控制单元设计》、《基于气动系统的受电弓主动控制试验装置的研究》以及《Active controlof contact force for high-speed railway pantograph-catenary based on multi-body pantograph model》、《Active Control of a High-Speed Pantograph》等。但这种控制方式应用至实际弓网受流过程中，由于控制时间滞后，动作响应迟缓，灵敏度低，无法满足列车高速运行需求，且控制器功率消耗较大，未达到良好的动态接触力控制效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种受电弓主动控制装置，它能有效地解决优化轨道交通领域弓网系统动态相互作用性能，减少弓网冲击，改善弓网受流质量的技术问题。

本发明的另一个目的是提供一种受电弓主动控制方法，它能有效地解决优化轨道交通领域弓网系统动态相互作用性能，减少弓网冲击，改善弓网受流质量的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种受电弓主动控制装置，包括受电弓底座、受电弓下臂杆、上框架顶部横杆和碳滑板，所述下臂杆的上端与上框架尾部的铰支座铰接，下端为倒“T”字形结构，倒“T”字形横档的两端与受电弓底座两侧纵档中前部的凸耳铰接；拉杆的上端与上框架后端部的铰支座铰接，下端与受电弓底座后横档中部的铰支座铰接；中心导杆上端与上框架顶部横杆中间位置固结；中心导杆下端穿过移动质量块的通孔和作动器套筒式伸缩杆，进入作动器底座并与其下端固定；移动质量块的一端自由，另一端与作动器套筒式伸缩杆上端固结；作动器套筒式伸缩杆下端与作动器底座连接；作动器底座下端与上框架靠近尾部的横杆固结，所述受电弓底架设有控制器，作动器底座的信号输入端通过信号线缆与控制器的输出端连接，信号采集端为控制器的信号输入端。

所述中心导杆、移动质量块、作动器套筒式伸缩杆、作动器底座中心线共线，且中心线位于受电弓中心对称平面内。

所述信号线缆沿着受电弓拉杆或受电弓下臂杆布线至受电弓底架再与连接控制器连接。

所述移动质量块的质量相较于中心导杆、作动器套筒式伸缩杆及作动器底座质量大。

所述作动器采用电力作动器。