[发明专利]一种大功率电能传输装置及方法

说明书

本发明公开了一种大功率电能传输装置，其包括监测系统、控制系统和受流系统，监测系统包括滑动受流监测设备、滚动受流监测设备和非接触受流监测设备，受流系统包括滑动受流设备、滚动受流设备和非接触受流设备。采用大功率电能传输装置的电流传输方法，包括：监测系统采集实时的受流信号、通过受流信号计算当前列车行驶速度条件下的受流质量、根据受流质量和列车速度选择受流方式、重复选择受流方式、列车停车等步骤。本发明在满足大功率传输的同时，保证最佳的受流质量以及对弓网系统最小的损伤。

技术领域

本发明涉及列车弓网系统技术领域，具体涉及一种大功率电能传输装置及方法。

背景技术

弓网系统采用滑动电接触受流，滑动电接触系统的摩擦副之间存在机械与电气关系的强烈耦合。一方面，机械匹配不佳导致电接触状态恶化、焦耳热/电弧烧蚀严重，另一方面，电接触劣化反过来导致材料的机械强度大大降低、摩擦磨损过度。随着列车速度的提升，弓网冲击振动加剧，严重影响受流质量、损伤滑板材料，可见，弓网间传统滑动电接触受流严重限制了列车速度的提升。采用滚动电接触受流和非接触式受流方式可以改善随着列车速度的提升弓网间的摩擦磨损问题，但滚动电接触受流的滚动机构对磨损很敏感，一旦出现少量磨损导致结构变化，稳定的滚动就会被破坏发生振动，进一步加快磨损；非接触式受流方式中，电弧极易受到列车风的影响，导致能量传输的不稳定发生。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种确保最佳受流质量和最小弓网损伤的大功率电能传输装置及方法。

为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

提供一种大功率电能传输装置，其包括监测系统、控制系统和受流系统，监测系统包括滑动受流监测设备、滚动受流监测设备、非接触受流监测设备和两个CCD相机，滑动受流监测设和滚动受流监测设备均包括高速相机、若干压力传感器和加速度传感器，非接触受流监测设备包括电信号监测器；两个CCD相机分别安装在两节列车车厢的顶部；受流系统包括滑动受流设备、滚动受流设备和非接触受流设备；高速相机、若干压力传感器、CCD相机、加速度传感器、电信号监测器、滑动受流设备、滚动受流设备和非接触受流设备均与控制系统电连接。

提供一种大功率电能传输装置的电流传输方法，其包括以下步骤：

S1：列车发出开车命令，选择滑动受流设备进行受流，滑板与接触线接触；

S2：监测系统采集实时的受流信号，并发送给控制系统，受流信号包括高速相机采集的电弧图像信息、压力传感器采集的压力信息、加速度传感器采集的受电弓振动加速度a、CCD相机采集的周围图像信息和电信号监测器采集的电压信息；

S3：控制系统通过受流信号计算当前列车行驶速度条件下的受流质量；

S4：根据受流质量和当前列车的行驶速度选择受流方式，受流方式包括滑动受流设备受流、滚动受流设备受流和非接触受流设备受流；

S5：判断列车是否收到列车停车指令，若是，则执行下一步；否则，返回步骤S2-S4，计算当前受流方式的受流质量，重新选择受流方式；

S6：控制系统控制列车切换至滑动受流设备受流，直到受电弓和接触线分离，列车停车。

本发明的有益效果为：本方案针对列车滚动受流方式的磨损问题，对滚动受流设备进行了改进，保证磨损的最小化；针对非接触式受流的不稳定性问题，对非接触式受流装置进行了改进，减小列车风对电弧的影响，根据实时监测到的弓网运行状态，选择滑动电接触受流、滚动电接触受流或非接触式受流，以满足大功率传输的同时，保证最佳的受流质量以及对弓网系统最小的损伤。

加速度传感器用于测量受电弓振动时产生的加速度，压力传感器用于采集受电弓上各点所受的压力值，高速相机对电弧图像信息进行采集，CCD相机对周围图像信息进行采集，便于计算列车运行速度；电信号监测器对电弧电压幅值波动信息进行采集。

附图说明