[发明专利]一种城市轨道车辆受电弓综合性能试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及受电弓性能检测技术领域，尤其是涉及一种城市轨道车辆受电弓综合性能试验系统。

背景技术

随着中国经济的不断发展，城市轨道交通正逐步进入稳定、有序和快速发展阶段，而城市轨道交通的发展离不开试验研究。

受电弓作为电动车辆与接触网交换电能的重要设备，其受流状态的优劣与其和触网的接触状态有着密切的关系。而除了受电弓自身的特性之外，车体的振动、弓网间的振动、弓网间的纵向相对运动、弓网间的之字形相对运动等运动状态均对受电弓与接触网的接触状态有着重大的影响。

在世界范围内，多数的受电弓试验台只是具有测试受电弓静态测试的能力，而生产动态试验台的公司并不多。日本的东洋电机公司是为数不多的开发过受电弓试验台的公司。但它无法模拟真实接触网的弛度；此试验台体积过于庞大，而且其垂向和横向振动部分质量都非常大，因此这样一个试验台的成本是极高的。除日本东洋电机公司研发的受电弓试验台之外，德国铁路技术研究中心也研制了一种弓网相互作用检测试验台，此试验台的缺陷在于无法进行受流试验，不能测试受电弓的电气性能。西南交通大学出于对受电弓滑板材料摩擦磨损性能研究的需要，制作了仅能对滑板进行动态受流试验的受电弓滑板材料摩擦磨损试验台，该试验台不能对受电弓整体进行试验。此外，国内一些铁路机务段还开发了仅能对受电弓进行静态特性试验的受电弓性能检测设备。

目前国内尚未开发出能对受电弓进行动态受流试验的受电弓实验设备。由于车辆运行中受电弓的工况受环境和路况的不同而变化，只能通过受电弓在试验线路或者在线进行测试，这样对于该项研究带来诸多不便。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种功能齐全、模拟精度高的城市轨道车辆受电弓综合性能试验系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种城市轨道车辆受电弓综合性能试验系统，用于对被测受电弓进行综合测试，所述的试验系统包括受电弓垂向激振装置、弓网之形运动模拟装置、弓网间纵向运动模拟装置、车体模拟装置、受电弓底部垂向振动模拟装置、负载供电装置、气动风源和测控装置，所述的受电弓垂向激振装置与被测受电弓连接，所述的受电弓底部垂向振动模拟装置、车体模拟装置、被测受电弓、弓网间纵向运动模拟装置从下至上依次连接，所述的弓网间纵向运动模拟装置分别连接弓网之形运动模拟装置和负载供电装置，所述的气动风源分别连接受电弓垂向激振装置和弓网之形运动模拟装置，所述的测控装置分别连接受电弓垂向激振装置、弓网之形运动模拟装置、弓网间纵向运动模拟装置和受电弓底部垂向振动模拟装置；

受电弓垂向激振装置模拟接触网线及弓头间的弹性接触；受电弓底部垂向振动模拟装置通过车体模拟装置将垂向振动力传递给被测受电弓；弓网间纵向运动模拟装置通过旋转方式模拟车辆与触网之间的相对纵向运动，并通过弓网之形运动模拟装置的驱动做往复运动；负载供电装置通过向弓网间纵向运动模拟装置供电进行受流工况的模拟；气动风源对受电弓垂向激振装置和弓网之形运动模拟装置进行供风；测控装置进行参数采集和运动控制。

所述的受电弓垂向激振装置包括受电弓实验平台、伺服电动机、旋转-直线位移转换器、主振弹簧和隔振弹簧，所述的伺服电动机通过旋转-直线位移转换器与受电弓实验平台连接，所述的受电弓实验平台依次通过主振弹簧、隔振弹簧设在地面上，所述的被测受电弓设在受电弓实验平台上；

伺服电动机通过旋转-直线位移转换器将旋转运动转换为直线运动从而为受电弓实验平台提供垂向振动激励，主振弹簧直接支撑受电弓实验平台，并通过隔振弹簧减少受电弓实验平台对地面的振动冲击。

所述的弓网间纵向运动模拟装置包括主圆盘、导线环、直线轴承、电动机、中心轴和输电模块，所述的输电模块、电动机、中心轴依次连接，所述的中心轴与主圆盘连接，所述的主圆盘通过直线轴承与导线环连接；

电动机通过中心轴将转矩传递给主圆盘，主圆盘旋转，并通过直线轴承向导线环传递圆周力，使导线环跟随主圆盘一同转动，导线环持续转动模拟出弓网间纵向运动。

所述的直线轴承上设有弹簧。

所述的弓网之形运动模拟装置包括气动执行模块和直线导轨，所述的气动执行模块与弓网间纵向运动模拟装置连接，所述的弓网间纵向运动模拟装置通过托板设在直线导轨上，气动执行模块带动弓网间纵向运动模拟装置在直线导轨上做往复运动，从而模拟接触网的之字形运动。