Что такое статическая характеристика токоприемника
Статическая характеристика токоприемника
51. Статическая характеристика токоприемника
Зависимость активного и пассивного нажатий токоприемника от его высоты
Смотреть что такое «Статическая характеристика токоприемника» в других словарях:
статическая характеристика — 3.14 статическая характеристика: Зависимость активного (при движении вверх) и пассивного (при движении вниз) нажатий полоза токоприемника на контактный провод от рабочей высоты. Источник: ГОСТ Р 54334 2011: Токоприемники железнодорожного… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
статическая — 3.7 статическая нагрузка: Внешнее воздействие, которое не вызывает ускорений деформируемых масс и сил инерции. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
характеристика — 3.1 характеристика (characteristic): Качественное или количественное свойство элемента. Примечание Примеры характеристик давление, температура, напряжение. Источник: ГОСТ Р 51901.11 2005: Менеджмент риска. Исследование опасности и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 19350-74: Электрооборудование электрического подвижного состава. Термины и определения — Терминология ГОСТ 19350 74: Электрооборудование электрического подвижного состава. Термины и определения оригинал документа: 48. Активное статическое нажатие токоприемника Нажатие токоприемника на контактный провод при медленном увеличении его… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ Р 54334-2011: Токоприемники железнодорожного электроподвижного состава. Общие технические условия — Терминология ГОСТ Р 54334 2011: Токоприемники железнодорожного электроподвижного состава. Общие технические условия оригинал документа: 3.1 аэродинамическая характеристика: Зависимость изменения вертикальной составляющей силы, действующей на… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОКОПРИЕМНИКОВ
Основные механические свойства токоприемников, определяющие их взаимодействие с контактной сетью, описываются различными характеристиками.
В качестве примера рассмотрим статические характеристики токоприемника серии Л (рис. 8.1). Здесь при одной и той же высоте
где — силы нажатия соответственно при опускании и подъеме токоприемника на высоту h; — потеря силы нажатия; — приведенные силы трения.
| Рис. 8.1. Статические характеристики токоприемника Л – 1ЗУ: 1 – при подъеме (активная); 2 – при опускании (пассивная) |
Колебательные процессы, обусловленные упругостью контактной сети, могут усугубляться собственными колебаниями токоприемников, нарушая их контакт с проводом. Токоприемники не должны отрываться от провода при
колебаниях с амплитудой (40±2) мм частотой 0,8 Гц, наиболее характерной для условий эксплуатации. Внутренние силы трения несколько ограничивают колебания, поглощая их энергию, однако этого недостаточно. Известны попытки применить в токоприемниках специальные поглотители энергии колебаний — амортизаторы.
где — динамическая сила, возникающая при вертикальных перемещениях токоприемника.
Кинетическая энергия, накопленная токоприемником,
где — скорость вертикального перемещения токоприемника; — приведенная к точке контакта масса подвижных частей токоприемника.
Динамические силы, имеющие вообще-то случайный характер, зависят от приведенной массы „, изменяющейся с изменением высоты h; поэтому динамическая характеристика токоприемника представляет собой зависимость (рис. 8.2). Влияние массы полоза на динамические процессы очень велико (рис. 8.3). Снижая массу, можно уменьшить уровень динамических сил и, как результат, износ.
Приведенная масса токоприемников серии Т не должна превышать 45 кг, серии Л — 33 кг. Взаимодействие токоприемника с контактным проводом зависит от конструкции токоприемника, устройства контактной сети, динамики э. п. с, скорости движения. Для улучшения свойств токоприемников желательно, чтобы небольшие, но наиболее часто встречающиеся изменения высоты h не сопровождались перемещениями всей подвижной части токоприемника, а ограничивались только перемещениями полозов и кареток. Поэтому полозы должны иметь возможность перемещаться относительно основных рам токоприемника.
Повышение скоростей движения (особенно скорости выше 80— 100 км/ч) усиливает влияние на работу токоприемников аэродинамических сил. Они создаются как непосредственным давлением воздушного потока на лобовую поверхность токоприемника, так и завихрениями, образующимися вокруг отдельных его частей. Кроме того, могут действовать и завихрения или изменения направления воздушных потоков, вызванные не токоприемником, а другим» устройствами. Например, при работе первого по ходу токоприемника локомотива большое влияние на него оказывают воздушные потоки, отраженные лобовой частью э.п.с. При работе заднего токоприемника на него действуют завихрения от различных элементов крышевого оборудования локомотива.
Воздействие воздушных потоков при движении значительно изменяет нажатие полозов на контактный провод (рис. 8.4). При движении в открытом пространстве нажатие токоприемника повышается с увеличением скорости. В тоннелях, под широкими мостами и путепроводами действуют отраженные воздушные потоки, снижающие нажатие токоприемника, что приводит иногда к его опусканию. При высоких скоростях воздушные потоки поворачивают полозы относительно контактного провода. При этом полоз с проводом соприкасается только по его кромке, а это снижает поверхность соприкосновения, вызывает непрерывное искрение и повышенный износ. В токоприемниках для высокоскоростного э.п.с. по возможности следует устранять все поверхности, создающие «эффект парусности», а узлам и деталям придавать обтекаемые формы.
При скорости движения 160 км/ч или при встречном и боковом ветре скоростью 25 м/с у токоприемников серии Л нажатие не должно превышать более чем в 2,5 раза, а у токоприемников серии Т более чем в 2,8 раза их среднестатистические значения.
Наряду с необходимостью снижать массу подвижных частей при повышении скорости стремятся повышать прочность и особенно поперечную жесткость токоприемников. Последняя у токоприемников, работающих до скорости 160 км/ч, должна быть не ниже 17 Н/мм.
Условия работы токоприемников (контактных башмаков) для контактного рельса значительно проще, чем токоприемников для контактного провода. Более точное взаимное расположение рельсового пути и контактного рельса позволяет обойтись одношарнирным сравнительно простым к тому же неуправляемым устройством.
Рис. 8.4. Зависимость нажатия на контактный провод от скорости движения при прямых воздушных потоках (кривые 1), при отраженных (кривые 2) и при асимметричном токоприемнике с обтекаемым полозом (3)
СНЯТИЕ СТАТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОКОПРИЁМНИКА
Статической характеристикой называется зависимость давления полоза на контактный провод в кг/см 2 от высоты подъема его подвижных рам в мм в пределах рабочей высоты 400-1900 мм.
Характеристику снимают на ТО-3 (в тех депо, в которых оно проводиться), на всех видах ТР, а также в зимний период на ТО-2 и в летний период при замене полозов, по записи машиниста или при медленном подъеме и опускании подвижных рам.
Снятие ее производится в следующем порядке:
• на соединительную трубку между каретками подвешивают динамометр;
• между рамами устанавливают вертикальную линейку с делениями, равными максимальной высоте подъёма рам;
• в цилиндр токоприёмника впускают сжатый воздух и, прикладывая усилие к динамометру, уравновешивают полозы на высоте 1900 мм;
• увеличивают усилие, приложенное к динамометру, до начала движения подвижных рам вниз и через каждые 200 мм снимают показания динамометра до высоты 400 мм, то есть измеряют давление полозов на контактный провод при опускании (пассивное давление);
• при помощи динамометра уравновешивают полозы на высоте 400 мм и ослабляют усилие, приложенное к динамометру, до начала движения полозов вверх и через каждые 200 мм вновь снимают показания динамометра, то есть измеряют давление полозов на контактный провод при подъёме (активное давление);
 | в)  |
Рисунок 23 Снятие характеристик токоприемника (а, б) и полученные характеристики (в)
Характеристики токоприемников
Токоприемники должны удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать требуемое нажатие контактной головки на контактный провод; надежный безыскровый токосъем при различной высоте подвески контактных проводов, больших скоростях движения, колебаниях провода и подвижного состава, отклонениях оси подвижного состава (троллейбуса) от оси контактных проводов; надежное взаимодействие между головками токоприемников и контактной сетью особенно в местах подвески контактных проводов, пересечений, стрелок, изоляторов и других спецчастей, а также иметь достаточную прочность конструкции, небольшую массу подвижных частей и износоустойчивость, обеспечивающие бесперебойную и безопасную эксплуатацию подвижного состава; на дежную изоляцию токоприемников от корпуса подвижного состава и троллейбусных токоприемников друг от друга.
Недостаточное нажатие контактной части токоприемника на контактный провод приводит к нарушению контакта и образованию электрической дуги при токосъеме, вызывая превышение температуры, оплавление и разрушение контактного провода. Чрезмерное увеличение нажатия вызывает повышенный износ контактного провода и контактной части токоприемника, а также может привести к поломке деталей токоприемника и спецчастей контактной сети.
Статические и динамические характеристики токоприемников.
Силы, дебетующие на штанговый и пантографпый токоприемник!
при движении подвижного состава (рис. 13): Р\. сила реакції’
При малых скоростях движения высота токоприемника изменяется медленно и контактное нажатие колеблется в сравнительно небольших пределах. Статическая характеристика представляєм зависимость контактного нажатия Р при медленном изменении положения токоприемника в вертикальной плоскости.
Оптимальную статическую характеристику находят подбором натяжных пружин и соответствующих размеров плеч действующих сил.
Кинематическая схема пантографного токоприемника позволяет лучшим образом обеспечить постоянство нажатия па контактный провод при изменениях высоты его подвески. По силы трения в пантографном токоприемнике несколько большие, чем у штанговых и дуговых, поэтому разность давлений на контактный провод при опускании н подъеме у пантографных токоприемников получается больше.
При больших скоростях движения подвижного состава резко изменяется высота токоприемника н возникают значительные инерционные силы, существенно влияющие на контактное нажатие. Оно изменяется от нуля до опасного значения, которое может вызвать разрушения токоприемника и контактной сети. В случае исчезпо-
Рис. 13. Силы, действующие на одпорычажиые (штанговые) (а) и миого-ричажмые (пантографные) (б) токоприемники
вения контактного нажатия нарушается контакт и возникает электрическая дуга, искренне, токоприемник может сойти с контактного провода. Для получения надежного токосъема при больших скоростях движения необходимо обеспечить наименьшие изменения контактного нажатая по сравнению с номинальным значением.
Динамическая характеристика пантографпого токоприемника представляет зависимость приведенной массы токоприемника от высоты его подъема (рпс. 15). Чем больше приведенная масса токоприемника, тем больше должно быть статическое нажатие в месте контакта, но увеличение статического давления контакта отрицательно влияет па взаимодействие токоприемника с контактной сетью н увеличивает их износ. Поэтому необходимо стремиться обеспечить возможно меньшие массы движущихся частей, наименьшие вертикальные перемещения п эластичность отдельных элементов токоприемников. Именно этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяют пантографные токоприемники.
Следует отметить, что на подвижном составе городского электрического транспорта более сложные условия токосъема имеют троллейбусы, так как для питания троллейбуса требуются два токоприемника, допускающих значительное отклонение троллейбуса от контактной сети.
Электрооборудование трамваев и троллейбусов
Электродинамический тормоз электровозов ЧС2 Т и ЧС200
Рассмотрены устройство и работа основного электронного оборудования, применяемого в электродинамическом (реостатном) тормозе системы «Шкода». Применительно к электродинамическому тормозу электровозов ЧС2 Т и его модификации на скоростном электровозе ЧС200
Характеристики токоприемников
Конструкцию токоприемника для определенных условий эксплуатации выбирают по нагрузочной способности с учетом его статической, амплитудно-частотной и аэродинамической характеристик, а также приведенной массы.
Нагрузочная способностьтокоприемника – это максимальное значение рабочего тока, который токоприемник может снимать с контактного провода. Нагрузочную способность токоприемников устанавливают для двух режимов – движения и стоянки ЭПС.
Как мы уже знаем, по нагрузочной способности различают токоприемники тяжелого (Т) и легкого (Л) типов. Токоприемники типа Т предназначены для грузовых и пассажирских электровозов постоянного тока и двойного питания. При движении ЭПС они должны обеспечивать съем с контактного провода длительного тока 2200 А, при стоянке – 300 А для расчетного зимнего режима и 160 А для расчетного летнего режима. Токоприемники типа Л предназначены для грузовых и пассажирских электровозов переменного тока, для электропоездов переменного и постоянного тока. При движении ЭПС они должны обеспечивать съем с контактного провода длительного тока 500 А, при стоянке – 80 А для расчетного зимнего режима и 50 А для расчетного летнего режима.
Для токоприемников обоих типов допускается в течение 1 минуты ток в 1,4 раза больший номинального длительного тока.
Статическая характеристика – зависимость активного (при движении вверх) и пассивного (при движении вниз) нажатий, создаваемых подъемными пружинами, от положения полоза по высоте, приведена на рисунке 100.
Рисунок 100 – Статическая характеристика токоприемника
В диапазоне рабочей высоты должно быть:
Разница между наибольшими и наименьшими нажатиями при одностороннем движении токоприемника в диапазоне рабочей высоты должна составлять не более 15 Н у токоприемников типа Т и 10 Н у Л.
Амплитудно-частотная характеристика, приведенная на рисунке 101,показывает, при каких сочетаниях амплитуды и частоты колебаний полоза начинают происходить полные отрывы полоза от контактного провода.
Рисунок 101 – Амплитудно-частотная характеристика токоприемника; 1 – mт=24,5 кг; 2 – mт=33,5 кг.
Аэродинамическая характеристикатокоприемника приведена на рисунке 102 и представляет собой зависимость подъемной силы токоприемника от скорости воздушного потока (скорости движения токоприемника).
Рисунок 102 – Аэродинамическая характеристика токоприемника
Аэродинамическую характеристику получают в результате продувок токоприемника в аэродинамической трубе или линейными испытаниями.
Мы уже знаем, что аэродинамическое нажатие токоприемника, обусловленное аэродинамической подъемной силой, равно
где k – коэффициент, характеризующий аэродинамические свойства элементов подвижных рам и полозов;
Испытания токоприемников показывают, что аэродинамическая подъемная сила зависит главным образом от аэродинамической характеристики полоза: подъемная сила рам обычно не превышает 30 % подъемной силы полозов.
Приведенная массатокоприемника mт – условная масса, сосредоточенная в точке контакта полоза с КП и оказывающая такое же воздействие на подвеску, как и реальный токоприемник.
Приведенная масса токоприемника зависит как от его геометрических размеров, так и от жесткости пружин кареток полоза, трения в шарнирах подвижных рам, размера демпфирования рам и полоза токоприемника; она несколько изменяется от высоты подъема токоприемника.
Для практических целей приведенную массу токоприемника с подрессоренным полозом принимают равной сумме массы полоза mп и приведенной массы подвижных рам mр, т. е. mт = mп + mр.
У токоприемников, предназначенных для скоростей до 160 км/ч, приведенная масса должна быть:
Динамическая характеристикатокоприемника – зависимость приведенной массы от высоты подъема токоприемника.
5.2.4. Влияние основных параметров токоприемников на качество токосъема
К основным параметрам токоприемников, оказывающим влияние на качество токосъема относятся:
а) статическое нажатие;
б) приведенная масса;
в) аэродинамическая подъемная сила; г) параметры демпфирования.
 | (179) |
Статическое нажатие неодинаково при подъеме полоза (активное нажатие), и при опускании полоза (пассивное нажатие) за счет трения в шарнирах токоприемника: