CN201803855U - 受电弓试验台 - Google Patents

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陈绪中
李迪军
黄伟
黎莎
葛红锐
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Abstract

一种受电弓试验台，包括电机驱动的卷扬滚筒，绕于卷扬滚筒的钢索通过拉力传感器后与待测受电弓弓头连接，并采用计算机作为数据采集及处理装置，所述电机采用调速电机，并通过PID调节电路与所述拉力传感器相连接；所述调速电机转轴上安装有数字编码器。其采用PID调节方法控制调速电机对受电弓各项性能进行自动测试。采用拉力传感器的实时测量值与预设拉力的差值作为PID的比例调节因子，通过PID调节的输出的值使电机快速跟进受电弓的速度变化，能够准确模拟受电弓的运动过程，配合计算机数据采集及处理装置，可准确测量出受电弓的各项特性曲线，减轻了人员的劳动强度，提高了测试效率。

Description

受电弓试验台
技术领域
本实用新型涉及一种测试铁路电力机车受电弓特性用的试验台，用于检修部门地面固定检测或者制成便携式仪器在机车、动车组车顶上进行原位检测。
背景技术
铁路机车、动车组用受电弓在长期运行中其运动机构、弹簧等存在老化问题，因此需要定期对其性能进行检测调整，以避免发生弓网事故，影响电力机车的安全运行。目前，我国铁路系统普遍配备的受电弓试验台，多属于人工型或半自动型，测试操作繁琐，不能够快速准确、便捷地测量受电弓的性能，如压力高度曲线检测、升降弓时间的检测必须进行二次安装才能完成(如高度时间特性测量必须取下钢索及驱动电机机构，额外安装一条固定标尺高度的布带系在弓头上，带动检测装置的限位开关来实现时间的检测，并且只能测试某一固定高度的升降弓时间)，因此其检测功能不完整，如不能检测时间高度曲线等。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种受电弓试验台，其通过PID调节电路控制高速反应的调速电机转动，达到适应受电弓弓头的运动要求，可提高检测的精度和效率，减轻操作人员的劳动强度。
为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种受电弓试验台，包括电机驱动的卷扬滚筒，绕于卷扬滚筒的钢索通过拉力传感器后与待测受电弓弓头连接，并采用计算机作为数据采集及处理装置，所述电机采用调速电机，并通过PID调节电路与所述拉力传感器相连接；所述调速电机转轴上安装有数字编码器。
特别的，所述拉力传感器响应速度为1ms。
特别的，所述电机执行速度为10ms。
本实用新型采用PID调节方法控制调速电机对受电弓各项性能进行自动测试。采用拉力传感器的实时测量值与预设拉力的差值作为PID的比例调节因子，通过PID调节输出的值使电机快速跟进受电弓的速度变化，能够准确模拟受电弓的运动过程，配合计算机数据采集及处理装置，可准确测量出受电弓的各项特性曲线，减轻了人员的劳动强度，提高了测试效率。
附图说明
下面根据实施例和附图对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型所述受电弓试验台的原理结构示意图。
图中：
1、受电弓弓头；2、钢索；3、拉力传感器；4、PID调节电路；5、调速电机；6、数字编码器；7、卷扬滚筒；8、计算机数据采集与处理装置。
具体实施方式
如图1所示，给出了本实用新型所述受电弓试验台的原理结构示意图，竖直设安装的钢索2一端绕于卷扬滚筒7，另一端通过拉力传感器3后与待测受电弓上转轴连接，卷扬滚筒7采用调速电机5进行驱动，调速电机5通过PID调节电路4与拉力传感器3的变送器相连接；同时所述调速电机5转轴上安装有数字编码器6，用来作为计量钢索2的运动距离；拉力传感器3与数字编码器6输出信号均由计算机数据采集与处理装置8进行采集和处理，相应生成对应的曲线。
其测试原理如下：
测量压力高度曲线过程是将电机固定在某一速度下匀速运动，测量拉力及编码器计数值得到压力高度特性曲线。
测量受电弓上升时间的过程是：设置予张紧力F0，受电弓上升，拉力F＞F0时，PID调节电路4根据F与F0差值大小，动态地调整调速电机5的速度以适应受电弓弓头1的运动要求；拉力F＜F0时，调速电机5停止转动，得到上升高度时间曲线，并可同步得到压力高度曲线；
测受电弓下降时间的过程是：设置予张紧力F0，受电弓下降，拉力F＜F0时，PID调节电路4根据F与F0差值大小，动态地调整调速电机5的速度以适应受电弓弓头1的运动要求；拉力F＞F0时，电机停止转动，得到下降高度时间曲线，并可同步得到压力高度曲线。
为使测量机构不影响受电弓升降时间测量的精度，系统确定用测力机构上的拉力变化值来作为控制调速电机速度的信号，其变化值应小于受电弓正常平均拉力的3％，即70N×3％＝2.1N；其关键技术在于拉力传感器的选型、控制执行机构的反应速度；正常升降弓时间范围为4～8秒，因而系统确定执行机构的反应时间＜4S×5‰＝20ms，通过与专业调速电机生产厂家协商，其电机执行速度最快可以达到10ms，通用拉力传感器其响应速度为100ms，与厂家协商重新设计变送器后可达到1ms，电子电路及优化软件设计后其响应速度＜1ms，可以满足精度要求。
本实用新型所述受电弓试验台能够准确模拟受电弓的运动过程，配合计算机数据采集及处理装置，可准确测量出受电弓的各项特性曲线，减轻了人员的劳动强度，提高了测试效率。

Claims (3)

1.一种受电弓试验台，包括电机驱动的卷扬滚筒，绕于卷扬滚筒的钢索通过拉力传感器后与待测受电弓弓头连接，并采用计算机作为数据采集及处理装置，其特征在于，所述电机采用调速电机，并通过PID调节电路与所述拉力传感器相连接；所述调速电机转轴上安装有数字编码器。
2.根据权利要求1所述的受电弓试验台，其特征在于，所述拉力传感器响应速度为1ms。
3.根据权利要求1所述的受电弓试验台，其特征在于，所述电机执行响应速度为10ms。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105547716A (zh) * 2015-12-14 2016-05-04 长春轨道客车股份有限公司 高速动车组受电弓静态模拟动态测试方法
CN106338405A (zh) * 2016-08-31 2017-01-18 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 受电弓的测试方法、系统、装置和轨道车辆
IT201800010541A1 (it) 2018-11-23 2020-05-23 Scuola Superiore Di Studi Univ E Di Perfezionamento Santanna Apparato semiautomatico per la manutenzione su condizione del pantografo ferroviario

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