【摘 要】
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受电弓是电力机车上的重要部件之一,机车通过气缸压力使受电弓碳滑板抬升至一定高度,进而从接触网上获取电能推动机车运行。弓网间接触力是反应弓网关系的一项重要参数。弓网接触力大小将直接影响机车的受流质量和安全行驶,接触力过大会折损碳滑板使用寿命,并对接触线造成疲劳损伤;过小易发生滑板脱离接触网造成拉弧,严重时甚至烧断接触网,出现行车事故。因此,研制一套能够实时监测机车运行过程中的弓网接触力大小的设备是十
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受电弓是电力机车上的重要部件之一,机车通过气缸压力使受电弓碳滑板抬升至一定高度,进而从接触网上获取电能推动机车运行。弓网间接触力是反应弓网关系的一项重要参数。弓网接触力大小将直接影响机车的受流质量和安全行驶,接触力过大会折损碳滑板使用寿命,并对接触线造成疲劳损伤;过小易发生滑板脱离接触网造成拉弧,严重时甚至烧断接触网,出现行车事故。因此,研制一套能够实时监测机车运行过程中的弓网接触力大小的设备是十分必要的。本文根据实地考察情况,结合光纤光栅的特点和传感特性,设计出一套基于光纤光栅传感的弓网动态接触力监测系统,弥补现有弓网接触力监测设备的缺点和不足。系统以多组布拉格光栅作为传感器,结合斯尼德桥称重原理,利用光栅的中心波长偏移,对弓网接触力和接触位置进行监测和判别,达到对弓网监测的目的。本系统分上位机和下位机两部分。下位机以Bay Spec公司生产的FBGA解调模块作为硬件系统的核心部分,主要完成对光栅传感器反射光谱波长数据的采集、处理以及和上位机的通信。上位机部分以Lab VIEW作为系统软件部分的主要设计平台,完成与FBGA解调模块的连接和数据通信,对下位机发送过来的光谱数据进行处理,完成反射谱像素点到波长的转换,对弓网接触力进行计算和弓网接触位置进行判别。除此之外,上位机还设计了数据库存储系统和人机交互界面,用户可以在上位机随时查看数据库中存储的各类数据。本论文设计的弓网动态接触力监测系统经过测试和联调,能够较准确地反映弓网接触力大小和接触位置,虽与实际值有一定误差,但均为可靠范围内,监测系统达到了预期效果。
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