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火车吸电器:受电弓

2023-1-15 01:25| 发布者: admin| 查看: 147| 评论: 0

摘要: 上篇文章《3分钟搞懂火车原理》讲到,电力机车是通过电能,驱动电机转动来实现运动的,而电能是来自接触网(电网),将电能引入电力机车的电气

上篇文章《3分钟搞懂火车原理》讲到,电力机车是通过电能,驱动电机转动来实现运动的,而电能是来自接触网(电网),将电能引入电力机车的电气装置就是受电弓,即接受电的弓形部件。本文主要介绍受电弓的相关知识。

火车吸电器:受电弓

受电弓的作用


由于接触网的电压高达25000V,对于高电压需要一个电气设备来对其进行引入,受电弓就是安装在车顶的这样一个特殊设备。

受电弓通过一系类的控制,使弓头与接触网接触,从接触网引入电流,供电力机车运行使用。

相当于一个外部能量采集器,是沟通电网和电力机车的桥梁。

受电弓分类


受电弓分为四大类:双臂式,单臂式,垂直式和石津式

双臂式受电弓乃最传统的受电弓,亦可称“菱”形受电弓,因其形状为菱形而得名。但现因保养成本较高,加上故障时有扯断接触网的风险,部分新出厂的铁路车辆,已改用单臂弓;亦有部分铁路车辆(例如新干线300系列车)从原有的双臂弓,改造为单臂弓。

火车吸电器:受电弓

双臂式受电弓

单臂式的受电弓,亦可称为“之”(Z)(ㄑ)字形的集电弓。此款受电弓的好处是比双臂式受电弓噪音为低,故障时也较不易扯断接触网,为较普遍的受电弓类型。而依据各铁路车辆制造厂的设计方式不同,在受电弓的设计上会有些许差异。

火车吸电器:受电弓

单臂式受电弓

垂直式的受电弓,亦可称成“T”字形(亦叫作翼形)受电弓,其低风阻的特性特别适合高速行驶,以减少行车时的噪音。所以此款受电弓主要用于高速铁路车辆。但是由于成本较高,垂直式受电弓已经没有使用(日本新干线500系改造时由垂直式集电弓改为单臂式集电弓)。

石津式受电弓为日本冈山电气轨道的第六代社长,石津龙辅1951年发明,又称为“冈电式”、“冈轨式”。由于不在国内使用本文不作赘述。

受电弓工作原理


目前广泛使用的受电弓为单臂式受电弓,单臂式受电弓分为弹簧升降和气囊升降两种,

火车吸电器:受电弓

弹簧升降

弹簧升降原理是压缩空气带动活塞运动,活塞压缩弹簧使受电弓升降,气囊升降为气囊膨胀带动钢丝使受电弓升降。目前,主要运用为气囊升降,本文主要讲述气囊升降的单臂式受电弓原理。(小编已知类型如下,欢迎大神补充说明)

DSA250型受电弓运用于和谐号动车组列车

火车吸电器:受电弓

DSA250型受电弓

DSA200型受电弓多运用于HXD3型系列机车

火车吸电器:受电弓

DSA200型受电弓

TSG-15B型受电弓运用于HXD1型系列机车,基本原理相同,本文主要以TSG-15B型受电弓为例讲述受电弓工作原理。

火车吸电器:受电弓

受电弓结构

火车吸电器:受电弓

部件结构图

升弓过程:压缩空气进入气囊,气囊受到压缩空气的作用膨胀抬升,使得蝴蝶座通过钢丝绳拉拽下臂杆,这样,受电弓在钢丝绳的作用下,将随着气囊膨胀的大小而先快后慢地升弓。

火车吸电器:受电弓


火车吸电器:受电弓

钢丝绳拉动下臂杆

火车吸电器:受电弓

下臂杆,上框架和拉杆,和底架一起构成一个四杆机构,使上框架升起,弓头做近似垂直运动

降弓过程:气囊内的压缩空气排出气囊收缩,受电弓靠自重迅速地降弓,整个降弓过程先快后慢。

如前面所诉,受电弓的升降都需要压缩空气,控制压缩空气的部件称为升弓气阀板,其部件结构如下:

火车吸电器:受电弓


火车吸电器:受电弓

升弓时,扳动升弓按钮,升弓电磁阀锝电,压缩空气通过升弓气阀板进去受电弓气囊。

降弓时,扳动降弓按钮,电磁阀失电,切断压缩空气,气囊升弓装置排风。

如此,由控制到实施单元,形成了一整条受电弓升、降的回路。

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