第13讲受电弓及弓网系统的耦合与设计资料
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（12）上部工作位置高度（13）工作范围（14）落弓高度 (15) 支持绝缘子.
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.12
一、受电弓的基本构成和术语
SWJTUDONG
(1) 弓头 弓头由滑板、滑板托架、弓角等几部分组成，安装在受电弓框架的顶端，借助框架的伸
缩作上下移动，并能绕自身的固定转轴作少量的转动。 滑板是集电元件，与接触线滑动接触完成牵引电能的传输。滑板一旦受损或失效将危及
SWJTUDONG
（1）弓头结构
滑板形式 单滑板
整体双滑板 分体双滑板
弓头的悬挂形式
三元与二元的区别？
圆弹簧 —直线作用 —斜线作用
板簧 橡胶 —直线作用 —扭转作用
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.4
二 受电弓简介
辅助滑板受电弓
SWJTUDONG
启动电流大
受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.12
2 受电弓简介
弓头
框架
单臂受电弓
升降弓装置
SWJTUDONG
基本要求： ➢上下走直线 ➢弓头不偏摆
➢静态接触恒定
动力学性能基本要求
弓头跟随性好 动态响应快 阻尼合理 受空气影响小 噪音小
质量轻
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.4
2 单臂受电弓的基本结构
受电弓性能优化
SWJTUDONG
优化目标： （1）确保高速运行条件下的可靠性和安全性； （2）受流质量良好，离线率和电火花在容许范围之内； （3）平均接触压力不超过120N；标准偏差不超过24N； （4）应有尽量长的使用寿命，不低于150~200万架次。
优化内容： （1）弓头垂直运动轨迹； （2）主轴转矩； （3）维持动态平衡及升弓弹簧刚度 （4）归算质量； （5）静态接触压力。
(5) 为减小受电弓的归算质量，提高Baidu Nhomakorabea电弓的跟随特性，降低 受电弓引起的冲击和离线率，滑板的质量要轻；
(6) 滑板为易耗品，为节约经费，其价格应低。
受电弓及弓网系统的耦合和设计
2011.12
三、弓网受流的系统性
接触网
SWJTUDONG
弓网受流
受电弓
◇弓和网是两个独立的机电系统，受电弓高速移动，接触网固定不动； ◇弓网之间的接触耦合是动与静，刚与柔的耦合； ◇受电弓和接触网的设备属性和功能属性相分离； ◇ 受电弓和接触网彼此分开后都没有单独使用的功能，二者只有耦合要一起才 具有使用价值，因此，弓网是一个整体，必须将二者作为一个系统； ◇影响弓网受流系统的因素众多，弓网受流问题是一个系统工程问题，因此，设 计、分析、解决弓网问题必须从系统的认识出发，设计和实施一个整体，以求达 到所希望的效果。系统工程是工程技术，是技术就不宜泛称为科学。
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.12
受电弓归算质量
SWJTUDONG
受电弓的归算质量是指将整个受电弓的活动部分（如滑板、托架、 框架等）的实际质量归算到弓线接触点，使整个受电弓具有与受电弓 滑板相同加速度的质量，该质量所产生的动能与整个受电弓所产生的 实际动能相等。
受电弓的归算质量不是一个常数，它随受电弓的升弓高度变化而变 化。其算法有多种，但均是根据动能相等的原理进行的。
(1) 为防止接触线与滑板间的接触电阻过大，引起发热烧损接 触线和滑板，滑板的材料必须具有良好的导电性能；
(2) 接触线和滑板间必须具有良好的磨擦性和互润性，以减少 维修量、延长设备寿命；
(3) 滑板对接触线或接触线对滑板二者间不能造成损伤； (4) 滑板应具有良好的韧性、耐冲击性好，不会因冲击而发生 缺损或破裂，也不会因工作原因而产生大量粉性物质；
驱动类型
气囊驱动机构
升弓 ≤5.4秒 可调 降弓≤4 秒 可调
整弓质量
约109kg
受电弓及弓网系统的耦合和设计
2011.12
受电弓的性能表征
SWJTUDONG
额定静态接触压力； 同高度压力差； 同向压力差； 静态压力曲线； 工作高度； 最高升弓高度； 升降弓时间，
静态接触压力
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.12
受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12
第14讲 受电弓及弓网系统的耦合与设计
主讲人 董昭德
西南交通大学电气工程学院 2011·12
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.12
一、受电弓的基本构成和术语
SWJTUDONG
（1）框架 （2）底架（3）弓头（4）滑板（5）弓角（6）弓头长度（7）弓头宽度 （8）弓头高度（9）弓头支承轴（10）滑板长度（11）下部工作位置高度
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.12
受电弓形式与发展
SWJTUDONG
1889年德国受电弓
500系 T型受电弓
双臂受电弓TPS203
受电弓及弓网系统的耦合和设计
2011.12
受电弓形式与发展
单臂受电弓
SWJTUDONG
德国DSA受电弓
法国GPU受电弓
法国CX-300受电弓
700系用受电弓(日本)
中国300km/h受电弓
底架：不锈钢焊接结构；下臂：铸铝结构；
上导杆：碳纤维；弓头：高强度钛合金；
上臂：铝型材。
设计速度 落弓位伸展长度 最大升弓高度（包括绝缘子） 落弓位高度（包括绝缘子） 弓头长度 额定电压 额定电流 接触压力 调）
300 km/h 2640 mm 3000 mm 588 mm 1950 mm 25 kV 1000 A 70 ~120 N（可
列车运行安全。
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.12
一、受电弓的基本构成和术语
(2)弓头悬挂结构
SWJTUDONG
弓头悬挂结构
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.12
一、受电弓的基本构成和术语
SWJTUDONG
(3) 框架 (4) 底架 (5) 传动机构
升弓机构
框架结构简图
受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12
二 受电弓简介
1 高速受流对受电弓的要求 质量轻 稳定 上下走直线 左右不摇摆
2 受电弓简介
依据受电弓的支撑结构，可分为单臂弓和双臂弓，双臂弓主要 用于早期电气化铁路，以日本的菱形受电弓为代表；随着技术的发 展，单臂受电弓应用越来越多。
受电弓—单臂、双臂、T形 单臂—非对称结构，质量轻 双臂—对称结构，质量重、稳定性好 T形—空气动力学特性好
实践和研究表明：受电弓的归算质量应控制在8~25千克之间。 受电弓的归算质量越小，它的跟随特性就越好，适应接触网的能
力也就越强，能有效降低受电弓的动态振幅。 对受电弓而言，归算质量的作用与接触网的波动速度对接触网的
作用相当！
受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12
4 弓网受流对滑板的技术要求
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.12
一、受电弓的基本构成和术语
SWJTUDONG
(1) 弓头 弓头由滑板、滑板托架、弓角等几部分组成，安装在受电弓框架的顶端，借助框架的伸
缩作上下移动，并能绕自身的固定转轴作少量的转动。 滑板是集电元件，与接触线滑动接触完成牵引电能的传输。滑板一旦受损或失效将危及
SWJTUDONG
（1）弓头结构
滑板形式 单滑板
整体双滑板 分体双滑板
弓头的悬挂形式
三元与二元的区别？
圆弹簧 —直线作用 —斜线作用
板簧 橡胶 —直线作用 —扭转作用
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.4
二 受电弓简介
辅助滑板受电弓
SWJTUDONG
启动电流大
受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.12
2 受电弓简介
弓头
框架
单臂受电弓
升降弓装置
SWJTUDONG
基本要求： ➢上下走直线 ➢弓头不偏摆
➢静态接触恒定
动力学性能基本要求
弓头跟随性好 动态响应快 阻尼合理 受空气影响小 噪音小
质量轻
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.4
2 单臂受电弓的基本结构
受电弓性能优化
SWJTUDONG
优化目标： （1）确保高速运行条件下的可靠性和安全性； （2）受流质量良好，离线率和电火花在容许范围之内； （3）平均接触压力不超过120N；标准偏差不超过24N； （4）应有尽量长的使用寿命，不低于150~200万架次。
优化内容： （1）弓头垂直运动轨迹； （2）主轴转矩； （3）维持动态平衡及升弓弹簧刚度 （4）归算质量； （5）静态接触压力。
(5) 为减小受电弓的归算质量，提高Baidu Nhomakorabea电弓的跟随特性，降低 受电弓引起的冲击和离线率，滑板的质量要轻；
(6) 滑板为易耗品，为节约经费，其价格应低。
受电弓及弓网系统的耦合和设计
2011.12
三、弓网受流的系统性
接触网
SWJTUDONG
弓网受流
受电弓
◇弓和网是两个独立的机电系统，受电弓高速移动，接触网固定不动； ◇弓网之间的接触耦合是动与静，刚与柔的耦合； ◇受电弓和接触网的设备属性和功能属性相分离； ◇ 受电弓和接触网彼此分开后都没有单独使用的功能，二者只有耦合要一起才 具有使用价值，因此，弓网是一个整体，必须将二者作为一个系统； ◇影响弓网受流系统的因素众多，弓网受流问题是一个系统工程问题，因此，设 计、分析、解决弓网问题必须从系统的认识出发，设计和实施一个整体，以求达 到所希望的效果。系统工程是工程技术，是技术就不宜泛称为科学。
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.12
受电弓归算质量
SWJTUDONG
受电弓的归算质量是指将整个受电弓的活动部分（如滑板、托架、 框架等）的实际质量归算到弓线接触点，使整个受电弓具有与受电弓 滑板相同加速度的质量，该质量所产生的动能与整个受电弓所产生的 实际动能相等。
受电弓的归算质量不是一个常数，它随受电弓的升弓高度变化而变 化。其算法有多种，但均是根据动能相等的原理进行的。
(1) 为防止接触线与滑板间的接触电阻过大，引起发热烧损接 触线和滑板，滑板的材料必须具有良好的导电性能；
(2) 接触线和滑板间必须具有良好的磨擦性和互润性，以减少 维修量、延长设备寿命；
(3) 滑板对接触线或接触线对滑板二者间不能造成损伤； (4) 滑板应具有良好的韧性、耐冲击性好，不会因冲击而发生 缺损或破裂，也不会因工作原因而产生大量粉性物质；
驱动类型
气囊驱动机构
升弓 ≤5.4秒 可调 降弓≤4 秒 可调
整弓质量
约109kg
受电弓及弓网系统的耦合和设计
2011.12
受电弓的性能表征
SWJTUDONG
额定静态接触压力； 同高度压力差； 同向压力差； 静态压力曲线； 工作高度； 最高升弓高度； 升降弓时间，
静态接触压力
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.12
受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12
第14讲 受电弓及弓网系统的耦合与设计
主讲人 董昭德
西南交通大学电气工程学院 2011·12
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.12
一、受电弓的基本构成和术语
SWJTUDONG
（1）框架 （2）底架（3）弓头（4）滑板（5）弓角（6）弓头长度（7）弓头宽度 （8）弓头高度（9）弓头支承轴（10）滑板长度（11）下部工作位置高度
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.12
受电弓形式与发展
SWJTUDONG
1889年德国受电弓
500系 T型受电弓
双臂受电弓TPS203
受电弓及弓网系统的耦合和设计
2011.12
受电弓形式与发展
单臂受电弓
SWJTUDONG
德国DSA受电弓
法国GPU受电弓
法国CX-300受电弓
700系用受电弓(日本)
中国300km/h受电弓
底架：不锈钢焊接结构；下臂：铸铝结构；
上导杆：碳纤维；弓头：高强度钛合金；
上臂：铝型材。
设计速度 落弓位伸展长度 最大升弓高度（包括绝缘子） 落弓位高度（包括绝缘子） 弓头长度 额定电压 额定电流 接触压力 调）
300 km/h 2640 mm 3000 mm 588 mm 1950 mm 25 kV 1000 A 70 ~120 N（可
列车运行安全。
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.12
一、受电弓的基本构成和术语
(2)弓头悬挂结构
SWJTUDONG
弓头悬挂结构
受电弓及弓网系统的耦合和设计 2011.12
一、受电弓的基本构成和术语
SWJTUDONG
(3) 框架 (4) 底架 (5) 传动机构
升弓机构
框架结构简图
受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12
二 受电弓简介
1 高速受流对受电弓的要求 质量轻 稳定 上下走直线 左右不摇摆
2 受电弓简介
依据受电弓的支撑结构，可分为单臂弓和双臂弓，双臂弓主要 用于早期电气化铁路，以日本的菱形受电弓为代表；随着技术的发 展，单臂受电弓应用越来越多。
受电弓—单臂、双臂、T形 单臂—非对称结构，质量轻 双臂—对称结构，质量重、稳定性好 T形—空气动力学特性好
实践和研究表明：受电弓的归算质量应控制在8~25千克之间。 受电弓的归算质量越小，它的跟随特性就越好，适应接触网的能
力也就越强，能有效降低受电弓的动态振幅。 对受电弓而言，归算质量的作用与接触网的波动速度对接触网的
作用相当！
受电弓及弓网系统的耦合和设计 SWJTUDONG 2011.12
4 弓网受流对滑板的技术要求