波动载荷下弓网滑动电接触载流特性及摩擦力研究

摘要

受电弓滑板与接触网导线之间的接触压力在列车运行时是时刻变化的，这种波动的接触压力直接影响着弓网滑动电接触载流摩擦特性，并且这种影响随着列车的提速也越来越显著，受电弓滑板与接触网导线之间的动态载流摩擦性能的优劣也直接影响列车的安全可靠运行。 本文针对实际弓网间的接触压力是波动压力载荷这一问题，利用销盘式滑动电接触摩擦磨损试验机模拟不同工况条件下的弓网接触状态，开展波动载荷下弓网滑动电接触载流摩擦实验。研究了波动载荷作用下弓网滑动电接触的动态载流特性及摩擦力特性，结合不同条件下的表面形貌深入分析了运行速度、接触电流、波动接触压力等因素对载流特性及摩擦力的影响机制。考虑滑动电接触摩擦力与运行速度、接触电流以及受电弓滑板和接触网导线之间的压力有着密切的联系，并且受电气、机械及二者的耦合作用影响，较难实现数学建模，利用BP与RBF神经网络对固定压力载荷下的弓网滑动电接触实验数据进行学习训练，建立了摩擦力与速度、电流、压力之间的关系模型。选用固定压力载荷下建模效果较好的RBF神经网络并利用粒子群算法对其进行优化，对波动载荷下的弓网滑动电接触摩擦力进行预测建模，并在MATLAB环境中仿真验证模型的准确性。研究结果表明：受电弓-接触网之间的接触压力变化幅度越小、变化频率越低，则动态受流质量越好；反之则变坏，电弧能量的大小与载流质量密切相关；神经网络方法对于弓网滑动电接触摩擦力预测建模是一种准确而且有效的手段。

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