[發明專利]電力機車受電弓碳板與銅導線摩擦性能測試系統及方法

有效

• 申請號: 200910241858.6
• 申請日: 2009-12-15
• 公開（公告）號: CN101726458A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 趙乾;張煒;武俊杰;金國;孟永鋼;邵天敏
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

1.電力機車受電弓碳板與銅導線摩擦性能測試系統，該系統包括升流器(6)、受電弓碳板(4)、銅盤(5)、摩擦力加載及測量裝置、變頻調速裝置(3)和控制及數據處理系統(1)；所述的控制及數據處理系統分別控制升流器、摩擦力加載及測量裝置和變頻調速裝置；升流器(6)產生低壓高電流交流電通過相互接觸的受電弓碳板(4)和銅盤(5)后流入升流器，其特征在于：所述的摩擦力加載及測量裝置采用拉繩式摩擦力加載及測量裝置(2)，所述拉繩式摩擦力加載及測量裝置含有加載弓(21)、第一拉繩(22.a)、第二拉繩(22.b)以及第一限位板(23.a)和第二限位板(23.b)；所述的加載弓為軸對稱結構，加載弓位于第一限位板(23.a)和第二限位板(23.b)內；所述的受電弓碳板安裝在加載弓的中部，受電弓碳板和銅盤接觸的摩擦點與兩拉繩的延長線的交點重合；所述的第一拉繩的一端與加載弓的右端連接，另一端固定，在該拉繩的中部安裝有第一拉壓傳感器(26.a)；所述第二拉繩的一端與加載弓的左端連接，另一端跨過滑輪(24)與砝碼(27)連接，在該拉繩的中部安裝有第二拉壓傳感器(26.b)。

2.根據權利要求1所述電力機車受電弓碳板與銅導線摩擦性能測試系統，其特征在于：所述的銅盤采用正外緣銅盤(5.a)、偏外緣銅盤(5.b)、螺旋外緣銅盤(5.c)或螺旋偏外緣銅盤(5.d)。

3.根據權利要求1或2所述電力機車受電弓碳板與銅導線摩擦性能測試系統，其特征在于：所述的變頻調速裝置(3)由變頻器、調速電機(32)、聯軸節(33)、中心轉軸(71)、軸承(34)以及法蘭盤(35)組成，在所述的中心轉軸與軸承之間設有內絕緣套(36a)，在軸承與法蘭盤之間設有外絕緣套(36.b)，所述的聯軸節(33)采用工程塑料。

4.一種采用如權利要求1所述系統的電力機車受電弓碳板與銅導線摩擦性能測試方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

1)調整第一拉繩(22.a)和第二拉繩(22.b)，使兩拉繩延長線的交點與受電弓碳板(4)和銅盤(5)的接觸點重合，測算兩根拉繩與中軸線夾角α；

2)在夾角α已知條件下，從0.5Kg-10Kg逐漸增加砝碼的重量F；

3)在夾角α和砝碼總重一定情況下，分別或同時調整變頻調速裝置使銅盤獲得所需要的轉速W，轉速W大小從0rpm至6000rpm變化；

4)通過升流器(6)獲得電流I，電流大小從0-500A；

5)利用數據采集卡采集第一拉壓傳感器和第二拉壓傳感器的輸出電壓V₁和V₂，采用下列公式：

FN=(V1+V2)F0V0sinαFf=(V1-V2)F0V0cosαf=V1-V2V1+V2tanα]]>

式中：F₀、V₀為拉壓傳感器標定重量及電壓，α為兩根拉繩與加載弓中軸線的夾角，V₁和V₂分別為第一拉壓傳感器和第二拉壓傳感器的輸出電壓，f為瞬時摩擦系數；

計算得到在轉速W、電流I和加載砝碼為F的條件下，受電弓碳板與銅盤之間擠壓的正壓力F_N及相互摩擦力F_f。