[發(fā)明專利]改善高速鐵路雙受電弓受流質(zhì)量的雙弓間距確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010082081.X
• 申請(qǐng)日: 2020-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN110929432B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉志剛;徐釗;宋洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 劉凱

本發(fā)明公開了一種改善高速鐵路雙受電弓受流質(zhì)量的雙弓間距確定方法，在高速鐵路雙受電弓運(yùn)行的條件下，基于接觸線波動(dòng)傳播規(guī)律和共振、消振機(jī)理，提出不同速度下針對(duì)雙弓受流質(zhì)量的雙弓有利間距和不利間距計(jì)算公式。從而在接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)接觸網(wǎng)參數(shù)，使得現(xiàn)有動(dòng)車組受電弓間距在設(shè)計(jì)時(shí)速時(shí)接近雙弓的有利間距，從而改善高鐵雙弓受流質(zhì)量。本發(fā)明彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的不足，能夠提升后續(xù)工程設(shè)計(jì)的精確性和安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣化鐵路接觸網(wǎng)及其動(dòng)態(tài)受流特性技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種改善高速鐵路雙受電弓受流質(zhì)量的雙弓間距確定方法。

背景技術(shù)

在過(guò)去的幾十年中，中國(guó)的高速鐵路網(wǎng)絡(luò)里程發(fā)生了驚人地增長(zhǎng)。但是，人口遷移的巨大壓力（特別是在春運(yùn)期間）仍然對(duì)高速鐵路的承載能力提出了極大地挑戰(zhàn)。為了增加高速列車的承載能力，通常將兩個(gè)動(dòng)車組重聯(lián)在一些現(xiàn)有的高速鐵路線路上，在這種情況下，高鐵列車采用雙受電弓同時(shí)受流運(yùn)行。雙弓運(yùn)行會(huì)給高速鐵路技術(shù)帶了了全新的挑戰(zhàn)，其中之一就是前弓運(yùn)行時(shí)接觸線上產(chǎn)生的振動(dòng)波作用在后弓上時(shí)，會(huì)導(dǎo)致后弓受流質(zhì)量下降。期刊《Vehicle System Dynamics》2016年的第54卷第8期1077-1097頁(yè)Zhendong Liu、Per-Anders J?nsson、Sebastian Stichel 和Anders R?nnquist的文章《On theimplementation of an auxiliary pantograph for speed increase on existinglines》研究了中高速鐵路多受電弓間距和接觸線振動(dòng)特性的匹配關(guān)系對(duì)弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)性能的影響，認(rèn)為當(dāng)雙弓間距處于一個(gè)合適的值時(shí)，前弓導(dǎo)致的波動(dòng)不會(huì)對(duì)后弓造成過(guò)大的負(fù)面影響。目前為止，國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)高速鐵路時(shí)沒有考慮受電弓間距和接觸網(wǎng)參數(shù)的匹配關(guān)系，導(dǎo)致后弓受流質(zhì)量顯著惡化。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于波動(dòng)傳播規(guī)律改善高速鐵路雙受電弓受流質(zhì)量的雙弓間距確定方法，通過(guò)研究接觸線的波動(dòng)傳播規(guī)律，提出雙受電弓的有利間距和不利間距計(jì)算公式，能夠改善高鐵雙弓運(yùn)行動(dòng)態(tài)性能。技術(shù)方案如下：

一種改善高速鐵路雙受電弓受流質(zhì)量的雙弓間距確定方法，包括以下步驟：

步驟1：采用基于有限元理論的接觸網(wǎng)模型，進(jìn)行恒定力以固定速度v掃掠接觸線的數(shù)值仿真計(jì)算，得到接觸網(wǎng)跨中處接觸線的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，輸出接觸線的垂向位移時(shí)程和垂向速度時(shí)程，并進(jìn)行0-5Hz濾波；

步驟2：以接觸線垂向速度變化為標(biāo)準(zhǔn)，將跨中處接觸線動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行分段，分為三個(gè)區(qū)段：激勵(lì)前、激勵(lì)中和激勵(lì)后；所述激勵(lì)前為接觸線從靜止開始到收到激勵(lì)，垂向速度由0增長(zhǎng)到峰值的區(qū)段；所述激勵(lì)中為接觸線受到激勵(lì)力的作用，垂向速度從峰值降至谷值的區(qū)段；所述激勵(lì)后為接觸線振動(dòng)，垂向速度呈現(xiàn)周期性變化的區(qū)段；

步驟3：根據(jù)上述分段，得到激勵(lì)掃掠作用區(qū)段長(zhǎng)度L_c和激勵(lì)后接觸線垂向振動(dòng)固有頻率f_c；

步驟4：通過(guò)以下公式計(jì)算在列車運(yùn)行速度為v時(shí)，雙受電弓對(duì)雙弓受流質(zhì)量影響的有利間距和不利間距：

其中，L_p為雙受電弓間距，L_c為激勵(lì)掃掠作用區(qū)段長(zhǎng)度，f_c為激勵(lì)后接觸線垂向振動(dòng)固有頻率；k為從1開始的自然數(shù)；

步驟5：根據(jù)鐵路標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對(duì)步驟4得到的結(jié)果進(jìn)行篩選，確定雙弓有利間距。