| 当CRH380A型动车组以350公里的时速飞驰在轨道上时,车顶那根纤细却关键的“弓臂”,正默默完成着一项至关重要的任务—稳定取电。它就是受电弓,动车组牵引供电系统的第一站。很多人以为受电弓只是“接一下电”,其实从结构设计到升降控制,从气动驱动到故障自动降弓,它承载着极高的工程复杂性。 受电弓位于动车组车顶,主要负责从接触网获取电能,并将其传输至主电路系统,为列车牵引提供动力。本文将从受电弓的结构组成、工作原理进行系统分析,以揭示其在动车组供电系统中的关键作用。 受电弓高压系统原理 当动车组受电弓升弓后,25kV/50Hz单相交流电源由受电弓引入动车组,然后经过故障隔离开关接入到高压设备箱,并旁路连接了保护接地开关EGS。高压设备箱内有设置避雷器、真空断路器VCB、电缆接头。从高压设备箱出来的高压电源连接到牵引变压器的原边绕组。经原边绕组降压后通过其次边绕组连接牵引变流器,通过牵引变流器的整流、滤波和逆变环节最终将能量传递给三相异步电机,进而驱动列车前进。 受电弓结构 时速350公里CRH380A型动车组使用的受电弓型号为TSG19A,弓头长1950mm,滑板长1576mm,质量(不包括绝缘子和阀板)为117kg,其结构如下图: 受电弓主要由上臂、下臂、弓装配、升弓气囊、碳滑板、阻尼器、下导杆、支撑绝缘子、紧急降弓装置等部件组成。 1、阻尼器 阻尼器一端固定在底架上,另一端则固定在升弓机构的升弓装置(下臂)中。阻尼器可吸收由车辆运动和接触网引起的受电弓振动。在受电弓损坏的情况下,受电弓被迅速降下,并由液压阻尼器控制在最低工作高度。 2、升弓机构 升弓装置包括气动操作的气囊驱动装置和空气升弓装置。任何时候只要压缩空气通入气囊驱动装置,升弓装置就会运动,向上转动下臂。由此,上臂向上移动,直至弓头接触到接触网线。 3、弓装配 在降下位置,受电弓靠在3个橡胶减振器上,弓头则置于弓装配上。受电弓的整个结构。弓头被弓装配保持就位。弓装配形状的设计可确保弓头在降下位置时不会发生任何损坏。 4、弓头 弓头包括:托架构架\横向弹簧\弓角\碳滑板\气动软管连接(ADD)\它设计用于承受横向和纵向冲击。此外还可保持对接触网线的恒定接触压力。 受电弓气路原理 正常升降弓 当受电弓的电磁阀得电时,压缩空气经过节流阀一路向气囊(17)充气,同时一路向受电弓的集电头上的滑板(21)气腔内充气;当气囊内气压达到一定压力时,受电弓开始升弓,与接触网接触集取电流。当电磁阀失电时,气囊中的压缩空气压力迅速减小,压缩气体由电磁阀口排向大气,受电弓靠自重落弓。 紧急情况(ADD自动降弓) ADD自动降弓系统作用是,当受电弓系统发生故障时,受电弓可以迅速有效的降下,避免受电弓与接触网之间的进一步破坏。ADD自动降弓系统主要由快排阀、带气道的滑板、压力开关及相应的管路组成。快排阀安装在受电弓底架上,进气口与通向气囊的气路连通,出气口与通向滑板和压力开关的气路连通,排气口与大气连通。 受电弓正常升弓时,快排阀进气口的压力等于出气口的压力,进气口、出气口的压力差为零,压力开关的常开触电闭合。当受电弓滑板破裂时,滑板气路泄漏,快排阀出气口的压力下降,进气口的压力不变,进、出口形成压力差。 当出气口压力下降到压力开关的断开设定值,压力开关常开触电由闭合状态跳转为断开状态。既有快排阀排气口打开,滑板和气囊的压缩空气通过快排阀排气口直接排向大气,受电弓迅速自动的降下。 空气气囊中的压缩空气迅速释放,受电弓靠其自重在阻尼装置的辅助下,按规定的时间,平稳地落在止档上,完成整个降弓动作。 |
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