Особенности взаимодействия токоприемника с контактной подвеской при высоких скоростях движения электропоездов

• Автор: Комарова, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 143 с. : ил.

1. Обзор и анализ исследований системы контактная подвеска

токоприемник при высоких скоростях движения электроподвижного состава

1.1. Анализ требований к токосъему с воздушной контактной

сети

1.2. Обзор конструкций высокоскоростных контактных

подвесок

1.3. Обзор конструкций токоприемников для высоких скоростей

движения

1.4. Аэродинамические силы, действующие на токоприемник

1.5. Включение аэродинамического профиля в конструкцию

токоприемника. Общие требования

1.6. Повышение надежности и безопасности токосъема с контактной
подвески при высоких скоростях движения
1.7. Цель работы, задачи и методы исследования
1.8. Выводы по первой главе
2. Повышение надежности работы токоприемника при эксплуатации электроподвижного состава
2.1. Устройство дистанционной регистрации дефектов контактной подвески
2.2. Электроимпульсная магнитно-механическая система
аварийного опускания токоприемника электровоза
2.3. Расчет параметров ЭИММС
2.4. Выводы по второй главе
3. Разработка методов описания вертикальных волн в контактной подвеске, взаимодействующей с рабочими токоприемниками
э.п.с
3.1 Расчет изменения провеса и силы натяжения контактного провода
при воздействии на него полоза токоприемника
3.2. Дисперсия вертикальных волн в контактном проводе
3.3. Главные колебания в системе токоприемник-контактная
подвеска
3.4. Волны в контактном проводе
3.5. Модель взаимодействия токоприемника с контактной подвеской
на основе уравнения Клейна-Гордона
3.6. Математическое моделирование нормальных колебаний
Контактной подвески
3.7. Выводы по третьей главе

4. Регулирования контактного нажатия
токоприемника с помощью аэродинамического профиля с отклоняющимися элементами
4.1. Аэродинамические профили ЦАГИ серии «В» составе несимметричного токоприемника ТП
4.2. Расчет аэродинамического профиля для симметричного токоприемника
4.3. Экспериментальное определение коэффициента подъемной силы симметричного профиля для токоприемника
методом электроанологии
4.4. Выводы по четвертой главе
Заключени е
Список использованных источников
До середины XX века на большинстве железных дорог нашей страны была разрешена скорость не выше 70 км/ч. В этих условиях взаимодействие токоприемника и контактной подвески вполне адекватно описывалось уравнениями статики. В 50х годах на отечественных железных дорогах появились электровозы ЧС1, ЧС2, ЧСЗ и электропоезда ЭР1 с максимально-допустимой скоростью 120... 160 км/ч. Для описания работы токоприемника и контактной подвески пришлось использовать уравнение колебательной системы с одной степенью свободы.
Дальнейшее повышение скоростей движения до 200 км/ч и выше на отечественных и зарубежных железных дорогах потребовало рассмотрения волновых колебаний контактно подвески при взаимодействии ее с движущимся токоприемником, т.е. перехода к системе с бесконечно большим числом степеней свободы.
Однако, ввиду сложности конструкции контактной подвески ее колебания не могут быть адекватно описаны классическим волновым уравнением. Применение метода конечных элементов позволяет решать конкретные численные задачи но не дает возможности найти уравнения, описывающие физические процессы в исследуемой системе.
Проблема развития высокоскоростного транспорта носит общенациональный характер. Ее решение позволило бы существенно улучшить ситуацию с организацией перевозок пассажиров на основных напраатениях сети железных дорог, обеспечить увеличение пассажирооборота, сократить потребность в подвижном составе и в результате поднять престиж отечественных железных дорог и государства в международном аспекте.
Достижение скоростей движения 300 км/ч и выше является актуальной задачей для российских железных дорог. До сих пор предельные скорости движения электроподвижного состава (э.п.с.) на железных дорогах России не превосходят 200 км/ч. Как показывает опыт Японии, Франции, Германии и других стран, электропоезда, способные развить скорости 250...350 км/ч, экономически
жина 5 вызывает быстрое рассоединение этих элементов, благодаря чему токоприемник теряет продольную жесткость перед столкновением с дефектом контактной подвески. Вместе с тем конструкция токоприемника легко восстанавливается установкой штырей-инденторов 3 в их гнезда.
Возможные расположения индукторов ЭИММС отмечены на рис.2.2.1 поз.15.
2.3. Расчет параметров ЭИММС
Основной элемент ЭИММС это взаимодействующие друг с другом индуктор и индентор. Индуктор можно рассматривать, как толстый соленоид длиной /г, и двумя радиусами а и Ь показанными на рис.2.3.1.
Рис.2.3.1. Система индуктор-индентор
Индуктивность одного индентора Ь0 равна:
Ь0=МоМ28/И-К1 , (2.3.1)
где 5=7га2 - площадь поперечного сечения индентора,см2, N - число витков в ней; ц0- 4л-10'7 Гн/м - магнитная постоянная; Ад- поправочный множитель индуктивности. Зависимость К^Ь/а,к/2а) дана в работе [52]. Расчет индукторов осуществлялся для А/2а = 1, Ыа= 1,86 при этом Кс= 0,9, тогда индуктивность короткого индуктора равна:
10=/^ (5/^= 0,9^2(5/А) . (2.3.2)