[發明專利]一種弓網接觸副磨屑分布調控裝置及方法

有效

• 申請號: 202010024309.X
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111208367B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 吳廣寧;何志江;王虹;魏文賦;楊澤鋒;高國強;王瀟;鄧磊;倪子然
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R27/20;G01N19/02;G01M13/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

1.一種弓網接觸副磨屑分布調控裝置，其特征在于，包括磁場調控模塊、環境數據采集模塊和PC服務器；

所述磁場調控模塊和環境數據采集模塊均與所述PC服務器連接；

所述磁場調控模塊包括電流傳感器、線圈電流控制器、直流電源和多層密繞螺線管，且所述電流傳感器和線圈電流控制器均與所述PC服務器連接，所述直流電源與所述線圈電流控制器連接；

所述環境數據采集模塊包括均與PC服務器連接的力傳感器、霍爾電流傳感器和霍爾電壓傳感器；

所述磁場調控模塊，用于根據PC服務器發送的電流強度信號，在弓網接觸副接觸區域產生對應的磁感應強度，使接觸區域內磨屑分布處于最優狀態；

所述環境數據采集模塊用于實時采集流經弓網接觸面的電壓和電流，以及弓網接觸副受到的切向力和法向力；

所述PC服務器用于根據環境數據采集模塊采集的數據，確定弓網的接觸電阻和摩擦系數，進而確定發送給磁場調控模塊的電流信號強度；

所述磁場調控模塊中包括三個多層密繞螺線管，均設置于受電弓滑板托架正下方；

每個所述多層密繞螺線管均設置有與之匹配的電流傳感器和線圈電流控制器；

所述力傳感器包括法向力傳感器和切向力傳感器，所述法向力傳感器設置于受電弓滑板托架正下方，所述切向力傳感器設置于受電弓滑板前側；

所述霍爾電流傳感器和霍爾電壓傳感器均設置于列車車頂取流處；

其中，弓網接觸副磨屑包括高定向熱解石墨及CuO。

2.根據權利要求1所述的弓網接觸副磨屑分布調控裝置，其特征在于，所述磁場調控模塊和環境數據采集模塊與受電弓滑板托架之間安裝有耐高溫絕緣裝置及防護罩。

3.根據權利要求1所述的弓網接觸副磨屑分布調控裝置，其特征在于，所述電流傳感器為型號為JXK-10VD的直流電流傳感器；

所述線圈電流控制器為型號為AQMD3620NS的電流控制模塊；

所述力傳感器包括型號為QLTSC的高精度S力傳感器和型號為QLMH-P的平膜盒壓力傳感器；

所述霍爾電流傳感器為型號為ETCR030AD的交流電流傳感器；

所述霍爾電壓傳感器為型號為JXAU-231的交流電壓傳感器。

4.一種基于權利要求1～3任一所述的弓網接觸副磨屑分布調控裝置的弓網接觸副磨屑分布調控方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過環境數據采集模塊實時采集受電弓上的弓網動態參數，并將其傳輸至PC服務器；

S2、根據接收的弓網動態參數，通過PC服務器實時計算當前弓網的實際接觸電阻和實際摩擦系數；

S3、通過PC服務器將計算得到的實際接觸電阻和實際摩擦系數與對應閾值進行對比，進而判斷是否調節磁場調控模塊；

若是，則進入步驟S4；

若否，則返回步驟S1；

S4、根據對比結果確定弓網接觸副的運行狀態，并根據其調節多層密繞螺線管通入的電流大小，并發送至線圈電流控制器；

S5、通過線圈電流控制器向對應的多層密繞螺線管通入對應的電流，改變多層密繞螺線管產生的直流磁感應強度，進而改變接觸區域的磨屑分布狀態；

S6、重復步驟S1-S5，使弓網接觸副磨屑始終處于最優分布狀態，實現弓網接觸副磨屑調控。

5.根據權利要求4所述的弓網接觸副磨屑分布調控方法，其特征在于，所述步驟S2中弓網的接觸電阻R的計算公式為：

R＝U/I

式中，U為霍爾電壓傳感器采集的流經弓網接觸面的電壓數據；

I為霍爾電流傳感器采集的流經弓網接觸面的電流數據；

摩擦系數μ的計算公式為：

μ＝F_r/F_n

式中，F_r為切向力傳感器采集的弓網接觸副受到的切向力數據；

F_n為法向力傳感器采集的弓網接觸副受到的法向力數據。