受电弓结构原理及应用
受电弓的工作原理
受电弓的工作原理
受电弓是电力机车和城市轨道交通中常用的接触电流设备，它能够从供电系统中获取电能并传递给牵引装置，驱动车辆运行。
以下是受电弓的工作原理：
1. 受电弓的基本构造：受电弓通常由导电材料制成，如铜、铝合金等。
它由支撑结构、弹簧、导电杆和弓头等部分组成。
支撑结构用于连接和固定受电弓于车顶，弹簧可以保持受电弓与供电线之间的压力，导电杆和弓头则用于接触供电线。
2. 弹簧的作用：由于供电线形状和高度可能存在变化，弹簧的作用是使受电弓始终能够与供电线保持良好的接触，确保电流传递的可靠性。
3. 受电弓与供电线的接触：当车辆移动时，受电弓通过导电杆和弓头与供电线接触。
供电线通常被安装在供电系统的悬挂装置上，以便能够支撑受电弓的重量。
4. 电流传递：供电线中通过电流，当受电弓接触到供电线时，电流从供电线经由受电弓传递到车辆的牵引装置。
这样，车辆就可以获得所需的电能用于牵引和运行。
5. 受电弓的调整：受电弓需要根据供电线的高度和形状进行相应的调整，以确保良好的接触。
在车辆行驶过程中，受电弓可能会在弹簧的作用下自动调整高度和角度，以适应变化的供电线。
总之，受电弓通过与供电线的接触，从供电系统中获取电能并将其传递给车辆的牵引装置，实现车辆的运行。
同时，受电弓需要根据供电线的高度和形状进行适当的调整，以确保可靠的电流传递。
受电弓实验实验报告
一、实验目的1. 了解受电弓的结构和工作原理。
2. 掌握受电弓与接触网的接触特性和运行状态。
3. 分析受电弓在运行过程中可能出现的故障及其原因。
4. 熟悉受电弓的检修和维护方法。
二、实验原理受电弓是电力机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上。
受电弓通过滑板与接触网导线间的滑动接触，从接触网导线上受取电流，并将其通过车顶母线传送至机车内部，供机车使用。
受电弓与接触网的接触状态对电能的传输至关重要。
接触良好时，电流传输效率高，对机车运行的影响小；接触不良时，会导致电流传输效率降低，甚至产生电弧和火花，影响机车运行安全。
三、实验器材1. 受电弓实验装置2. 接触网模拟装置3. 电流表4. 电压表5. 示波器6. 数字多用表7. 记录仪四、实验步骤1. 连接实验装置，检查受电弓与接触网的接触状态。
2. 使用电流表、电压表和示波器测量受电弓与接触网的接触电流、电压和波形。
3. 观察受电弓在运行过程中的动态特性，记录接触压力、滑板运动轨迹等参数。
4. 模拟受电弓在不同工况下的运行，分析受电弓的故障原因。
5. 对受电弓进行检修和维护，验证检修效果。
五、实验结果与分析1. 受电弓与接触网的接触电流和电压在正常情况下保持稳定，波形平滑。
2. 受电弓的接触压力在运行过程中变化较大，可能与接触网的状态和受电弓的磨损程度有关。
3. 模拟受电弓在不同工况下的运行，发现以下故障原因：（1）接触网污染：导致接触不良，电流传输效率降低；（2）受电弓磨损：滑板磨损导致接触面积减小，接触压力降低；（3）受电弓结构故障：如绝缘子损坏、滑板卡死等，影响受电弓的正常运行。
4. 对受电弓进行检修和维护后，接触电流、电压和波形均恢复正常，故障得到有效解决。
六、实验结论1. 受电弓是电力机车取得电能的重要设备，其运行状态对机车运行安全至关重要。
2. 受电弓与接触网的接触状态对电能的传输有直接影响，应确保接触良好。
3. 定期对受电弓进行检修和维护，及时发现并解决故障，保证机车运行安全。
受电弓工作原理
受电弓工作原理
受电弓是电力机车接收电能的重要组成部分，它能够实现电力机车与电气化铁路之间的无线传输电能。
受电弓的主要工作原理是通过接触轨道上的架空线，将架空线上的直流或交流电能传输到电力机车上，以供电力机车运行。
下面将详细介绍受电弓的工作原理。
第一步：受电弓碰触架空线
当电力机车行驶到电气化铁路上时，受电弓的头部会碰触架空线，将架空线上的电能传输到电力机车的接触线上。
而架空线则是铁路电气化系统中的主要组成部分，其承担着将电能从发电站输送到电力机车的重要任务。
第二步：将电能传输到接触线
当受电弓碰触架空线后，架空线上的电能会通过受电弓的导电部件传送到电力机车的接触线上，其实现了电能的传输和连接。
受电弓的导电部件通常由碳刷、铜接线和钢丝绳等组成，以确保电能的顺畅传输。
第三步：将电能传输到牵引电机
当电能传输到电力机车的接触线上后，再通过变压器将电能进行调整，以适应电力机车牵引电机的工作需要。
牵引电机通常采用交流电机，其能够将电能转化为机械能，从而推动电力机车行驶。
综上所述，受电弓是电力机车在电气化铁路上接收电能的关键组成部分，其工作原理是通过接触架空线，将架空线上的电能传输到电力机车上，并通过变压器将电能进行调整，最终驱动电力机车牵引电机的工作，推动电力机车行驶。
受电弓工作原理
受电弓工作原理
1 接收电弓工作原理
接收电弓是一种电力设备，它能将高压电力转化为低压电力，也
可以改变电力的方向及大小。
它的运行原理很简单：通过电磁屏蔽的
原理，以及主动连接的原理，将高压电能转换为低压电能，实现电能
输出。
1.1 电磁屏蔽原理
接收电弓是一个磁混合肖特基电动机，其结构由发电机、接收电
弓和直流调节电路组成。
发电机顶端和发电机底部之间有一组变压器。
为了确保低压电源的安全供电，在变压器和发电机之间必须安装一组
接收电弓。
它由两个磁极和一个电阻组成。
一个磁极是静态的，另一
个极板由发电机产生的高频磁场驱动，它会动态屏蔽变压器的高压电场。
1.2 主动连接原理
接收电弓采用电磁吸力原理，其两个极板可自动产生连接电流，
从而控制电源线在一定范围内，将电源线成一定比例的电流，达到输
出低压电的目的。
当电流改变时，接收电弓的磁场也以相应的比例增
加或减小，从而保持输出的低压电的稳定性。
1.3 工作原理总结
接收电弓的工作原理是通过电磁屏蔽和主动连接的原理将高压电能转换为低压电能，实现电能的输出。
接收电弓的可靠性较高，高压电场屏蔽比较完善，可以确保低压电源的安全供电。
同时，能够自动调节电源输出，使其保持稳定性，以满足电力系统的对电能供应的要求。
火车受电弓工作原理
火车受电弓工作原理
火车受电弓是火车发电的重要设备，它的功能是在电力轨道上将供电线中的电能转换为电车辆所需的电能。
受电弓由夹杆形式的两个金属接触器、中空的软硅胶弓和由金属的支架组成的支架组件组成。
当车辆行驶时，接触器就会接触轨道上的供电线并转换电能。
弓型构件在接触器上刮走时会机械振动和热振动，从而产生电火花，这就是受电弓发出的“嘎嘎”声即传统火车列车的声音。
电火花会带动受电弓的软铜弓的上下运动，从而增强接触器的张力，充分发挥接触器夹紧裸导线的作用，使受电弓夹紧并形成一个可靠的电接触，从而实现火车辆供电和车辆安全行驶。
受电弓知识点总结
受电弓知识点总结受电弓是电力机车和电力动车组的一种重要的输电装置，是将架空线路上的电能传送到列车上的装置。
在电气化铁路系统中，受电弓起到了非常关键的作用。
它不仅能够实现列车与电力线路之间的电能传输，还能够保证列车在高速行驶过程中和架空电缆之间的正确接触，确保电能的连续供应。
在本篇文章中，我们将系统地介绍受电弓的工作原理、种类、维护和维修等相关知识点。
一、受电弓的工作原理受电弓是一种能够贴合架空线路，连接列车与电力线路并传输电能的机械装置。
它的主要工作原理是通过受电弓的机械结构和控制系统，将列车上的电动机或者牵引变流器与架空电缆之间建立起良好的电气和机械接触，从而实现电能的输送和传输。
受电弓的工作原理可以概括为以下几个关键环节：1. 触网系统：受电弓首先要通过机械方式贴近架空电缆，确保电能的正常传输。
触网系统通常具有弹簧、气动或者液压装置，能够确保受电弓在高速行驶过程中能够稳定地贴合架空电缆。
2. 电气接触：受电弓通过电气接触将列车上的电气设备与架空电缆连接起来，确保电能的传输通畅。
3. 控制系统：受电弓还需要通过控制系统实现对受电弓的升降和调整，保证列车在行驶过程中保持与架空电缆的适当接触。
以上三个环节共同构成了受电弓的基本工作原理，保证了列车在行驶过程中能够稳定地获得电能，并保持与架空电缆的正确接触。
二、受电弓的种类根据不同的工作原理和使用场景，受电弓可以分为不同的种类，下面我们将着重介绍几种常见的受电弓种类。
1. 拉杆式受电弓：拉杆式受电弓是一种利用铰链机构伸缩的受电弓，通常适用于中低速列车。
它的优点是结构简单，维护较为方便，但是对于高速列车来说拉杆式受电弓的伸缩行程受限，不适合高速运行。
2. 弹性梁式受电弓：弹性梁式受电弓是一种通过弹性梁结构伸缩的受电弓，通常适用于中高速列车。
它的优点是能够适应高速列车的运行需要，但是相对于拉杆式受电弓结构更为复杂，维护难度较大。
3. 摇枕式受电弓：摇枕式受电弓是一种通过摇枕装置伸缩的受电弓，其特点是能够实现对受电弓的多方位调整，适用于高速列车。
动车组受电弓
5
4
3
2
如果出现以下情况，应更换弓角： 如果涂层磨损严重， 应更换弓角。
1、弓角 2、固定螺栓 3、弓头托架
2 13Biblioteka 1 1、碳结块 2、大裂缝 3、小裂缝 2
3
碳滑板的更换： 1. 拆除碳滑板两端ADD系统的压缩空气连接(3)。 2. 旋松带锥形弹簧垫圈的六角螺母M8(2)，然后拆除碳滑板支 架(5)。 3. 小心地拆除碳滑板(1)。 4. 安装时按相反步骤操作即可。
1 1. 碳滑板 2. 带锥形弹簧 垫圈的M8六角 螺母 3. 压缩空气连 接(ADD系统) 4. 测试螺钉 5. 碳滑板支架
三、受电弓工作特点
3、升弓时滑板离开底架要快，贴近接触导线
要慢，防弹跳 ； 4、降弓时脱离接触导线要快，以防拉弧；落 在底架上要慢，以防对低架有过分的机械冲 击。
四、受电弓的结构
44
1.底架组成 2. 阻尼器 3.升弓装置 4.下臂组装 5.弓装配（支撑 装置） 6.下导杆 7.上臂组成 8.上导杆(平衡杆） 9.弓头 10.碳滑板 11.绝缘子
10 9 8 7 4 5 3
6
2
11 1
升弓装置
弓头
编织线
气动控制系统
1、TP/TPB 车的侧墙 2、阀板 3、空气滤清器 4、升弓节流阀 5、减压阀 6、压力表 7、降弓节流阀 8、安全阀
ADD自动降弓装置
自动降弓装置原理
9 停止阀
10 自动降弓阀 11 试验阀
12 升弓装置
13 碳滑板 14 电磁阀 15 压力开关
受电弓
二、弓网动力学
接触网 电力机车
1、增大弓网接触压力会减少离线率，但会加
速受电弓碳滑板的磨耗； 2、减小弓网接触压力随能降低设备损耗但弓 网离线率增大。
受电弓原理介绍
第三节受电弓原理介绍受电弓主要功能是从额定电压DC1500V接触网上获取电源，向整个列车电气系统供电，同时还通过列车的再生制动系统将列车的动能转换为电能回馈给接触网供给其它在线列车的使用，起到双向传递枢纽的作用。
受电弓在刚性接触网和柔性接触网的线路上均能适用，在整个车辆速度范围内，受电弓有良好的动力学特性能，能够保证在各种轨道和速度下与接触网具有良好的接触状态和接触稳定性。
它在气路上的特别设计保证了它降弓时有明显的迅速下降和平稳下降两个阶段。
B2型车采用的是SBF920型单臂式受电弓。
1）受电弓结构图10SBF920型单臂式受电弓结构示意图单臂式受电弓主要特性有：重量轻，设计简单，维护少，卓越的接触性能以及安全的操作。
底架：底架由封闭的矩形空心钢管焊接而成。
底架上装有以下部件：支撑下支架轴承座，上支架及下支架缓冲垫，运输挂钩，降弓后支撑弓头的支撑弹簧升弓装置，连接杆，气动降弓机构，绝缘子，高压连接板，休息位置指示器，锁钩支撑座，气动设备。
下支架：下支架由无缝钢管焊接而成，其底板位于底架上。
下支架上装有以下部件：装有升弓装置钢绳驱动的凸轮，气动降弓机构驱动的杠杆，平行导杆，减震器，上支架安装座。
上支架：上支架为无缝铝管的焊接结构，十字形钢缆连接结构使框架具有一定的横向稳定性。
上支架装有以下部件：弓头，连接杆，减振器，上升限位装置，受电头支撑轴。
连接杆：连接杆由一根用碳钢圆管制成的连接管和两个分别带有左旋及右旋螺纹的轴承座和两套绝缘轴承组成。
通过转动连接管，可调节和微调受电弓的几何形状。
弓头：弓头安装在一根位于上支架上的轴上，叶片弹簧用于悬承被固定在托架盒内的集电板。
平行导向滑环确保碳滑板与接触网的平行工作。
每个碳滑板的单个悬承可实现最大的接触特性，将磨损尽量减至最小。
悬承架在水平和竖直力异常大时保护弓头的叶片弹簧，防止其毁坏。
整体的平衡使得弓头能够在接触网上自由转动。
平行导杆:当受电弓进行升弓或降弓时，平行导杆可防止弓头失稳翻转。
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目录
1. 概述 (2)
2. 弓网动力学 (2)
3. 工作特点 (2)
4. 受电弓结构 (3)
5. 受电弓分类 (4)
6. 受电弓的工作原理 (6)
7. 受流质量 (6)
7.1. 静态接触压力 (7)
7.1.1. 额定静态接触压力 (7)
7.1.2. 同高压力差 (7)
7.1.3. 同向压力差 (7)
7.2. 最高升弓高度 (7)
7.3. 弓头运行轨迹 (8)
1.概述
受电弓是电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上。
2.弓网动力学
弓网动力学研究电气化铁道机车（动力车）受电弓与接触网动态作用关系与振动问题的学科领域。
电力机车是通过受电弓滑板与接触网导线间的滑动接触而获取电能的，当运动的受电弓通过相对静止的接触网时，接触网受到外力干扰，于是在受电弓和接触网两个系统间产生动态的相互作用，弓网系统产生特定形态的振动。
当振动剧烈时，可以造成受电弓滑板与接触导线脱离接触，形成离线，产生电弧和火花，加速电器的绝缘损伤，对通信产生电磁干扰，更严重的是直接影响受流，甚至会造成供电瞬时中断，使列车丧失牵引力和制动力。
而弓网之间接触力过大时，虽可大大降低离线率，但接触导线与受电弓滑板磨耗增大，使用寿命缩短。
因此，良好的弓网关系是确保列车稳定可靠地受流的基本前提。
弓网动力学的主要任务就是要研究并抑制弓网系统有害振动，确保受电弓与接触网系统相互适应、合理匹配，为不同营运条件（特别是高速运行）下的受电弓与接触网结构选型和参数设计提供理论指导。
评价弓网关系和受流质量，一般采用弓网接触压力、离线率、接触导线抬升量、受电弓振幅、接触网弹性系数、接触导线波动传播速度和受电弓追随性等指标。
弓网动力学的研究，通常以理论研究为主，并结合必要试验，通过建立受电弓与接触网振动模型来预测上述性能指标，从而改进或调整系统设计。
弓网系统最初的动态设计只是基于一些简化的数学模型而进行的，随着列车运行速度的提高，弓网系统的模型越来越复杂，从20世纪70年代开始，计算机作为一种辅助模拟工具被用于弓网系统动力学仿真和优化设计，从而使得弓网动力学研究领域得到极大丰富和发展。
3.工作特点
（1）受电弓无振动而有规律地升起，直至最大工作高度；
（2）靠滑动接触而受流。
要求滑板与接触导线接触可靠，受电弓和接触网特别是接触网要磨耗小，升、降弓不产生过分冲击。
（3）升弓时滑板离开底架要快，贴近接触导线要慢，防弹跳。
（4）降弓时脱离接触导线要快，以防拉弧；落在底架上要慢，以防对低架有过分的机械冲击。
4.受电弓结构
传动机构
传动机构由传动气缸、缓冲阀、连杆绝缘子、连杆、升弓弹簧和降弓弹簧等组成。
传动气缸是受电弓的动力装置，进气时升弓，排气时降弓。
缓冲阀是控制受电弓升、降弓速度的部件。
型号：DSA250
速度：200km/h
试验速度：250km/h
最大工作电流：1000A
额定电压：25kV
静态接触力（可调节）：70N
输入压缩空气：4--10bar
70 N接触压力下标称气压：3.5bar
工作高度：940 -- 2850mm
重量：<117kg
升弓时间<10s
降弓时间<6s
1．底架组装 2.阻尼器 3.升弓装置 4.下臂组装
5.弓装配
6.下导杆
7.上臂组装
8.上导杆
图5-1 受电弓结构
5.受电弓分类
双臂式：双臂式集电弓乃最传统的集电弓，亦可称“菱”形集电弓，因其形状为菱形。
但现因保养成本较高，加上故障时有扯断电车线的风险，目前部分新出厂的铁路车辆，已改用单臂式集电弓；亦有部分铁路车辆（例如新干线300系列车）从原有的双臂式集电弓，改造为单臂式集电弓。
单臂式：除了双臂式，其后亦有单臂式的集电弓，亦可称为“之”（Z）（ㄑ）字形的集电弓。
此款集电弓的好处是比双臂式集电弓噪音为低，故障时也较不易扯断电车线，为目前较普遍的集电弓类型。
而依据各铁路车辆制造厂的设计方式不同，在集电弓的设计上会有些许差异。
垂直式：除了上述两款集电弓，还有某些集电弓是垂直式设计，亦可称成“T”字形（亦叫作翼形）集电弓，其低风阻的特性特别适合高速行驶，以减少行车时的噪音。
所以此款集电弓主要用于高速铁路车辆。
但是由于成本较高，垂直式集电弓已经没有使用（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：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”。
6.受电弓的工作原理
（1）升弓：压缩空气经电空阀均匀进入传动气缸，气缸活塞压缩气缸内的降弓弹簧，此时升弓弹簧使下臂杆转动，抬起上框架和滑板，受电弓匀速上升，在接近接触线时有一缓慢停滞，然后迅速接触接触线。
（2）降弓：传动气缸内压缩空气经受电弓缓冲阀迅速排向大气，在降弓弹簧作用下，克服升弓弹簧的作用力，使受电弓迅速下降，脱离接触网。
7.受流质量
负荷电流通过接触线和受电弓滑板接触面的流畅程度，它与滑板与接触线间的接触压力、过渡电阻、接触面积有关，取决于受电弓和接触网之间的相互作用。
为保证牵引电流的顺利流通，受电弓和接触线之间必须有一定的接触压力。
弓网实际接触压力由四部分组成：受电弓升弓系统施加于滑板，使之向上的垂直力为静态接触压力（一般为70N或90N）；由于接触悬挂本身存在弹性差异，接触线在受电弓抬升作用下会产生不同程度的上升，从而使受电弓在运行中产生上下振动，使受电弓产生一个与其本身归算质量相关的上下交变的动态接触压力；受电弓在运行中受空气流作用产生的一个随速度增加而迅速增加的气动力；受电
弓各关节在升降弓过程中产生的阻尼力。
弓网接触压力能直观的反映受电弓滑板和接触线间的接触情况，它必须符合正态分布规律，在一定范围内波动。
如果太小，会增加离线率；如果太大，会使滑板和接触线间产生较大的机械磨耗。
为保证受电弓具有可靠的受流质量，应尽量减小受电弓的归算质量，增加接触悬挂的弹性均匀性。
滑板的质量和机电性能对受流质量影响很大。
7.1.静态接触压力
7.1.1.额定静态接触压力
它是指在静止状态下，受电弓弓头滑板在工作高度范围内对接触网导线的压力。
该值的大小，直接影响受流质量。
压力值偏小，受流时离线率高，离线瞬间所产生的电弧，影响着正常的受流，而且使滑板和接触网导线间的表面光滑度恶化，从而加剧摩擦偶件的磨损。
此外，接触压力偏小，接触电阻就大，在机车未运动时传导较大电流，会在接触网导线和滑板间产生高温，从而损坏接触导线或滑板。
压力值偏大，机械摩擦增大，磨损也随之增加，影响接触网导线和滑板的使用寿命。
试验证明：静态接触压力值70N是最佳值。
并规定了压力值的允许偏差为±10N。
7.1.2.同高压力差
它是指受电弓弓头在同一高度下，上升和下降时的静态接触压力差。
该值的大小，表征了受电弓各运动铰接部分的摩擦力大小。
由于摩擦力始终与运动方向相反，因此当接触网导线向下倾斜而要求弓头滑板跟随着下降时，该摩擦力使接触压力增加。
同理，上升时接触压力小。
所以为了减小摩擦力，在受电弓中的各铰接部分均装有滚动轴承。
TSG型受电弓规定同高压力差不大于15N。
7.1.3.同向压力差
它是指在工作高度范围内，受电弓上升时和下降时的最大静态接触压力差。
该值的大小表征了受电弓的总体调整水平。
TSG型受电弓规定该值不大于10N。
7.2.最高升弓高度
它是指受电弓按其结构所能升起的最高限度。
通常该值小些，可以缩小受电弓的总体尺寸。
但实际上，从弓头高度为1900mm时的额定压力到最高升弓高度时的零值压力，是逐渐变化的，不可能突变，所以此变化过程所需要的高度是必不可少的。
TSGI型受电弓最高升弓高度≥2400mm。
7.3.弓头运行轨迹
弓头在工作高度范围内应该始终处于机车转向架的回转中心上，这样当机车在弯道运行时，使弓头相对于轨道中心的偏移量最小，以避免弓头滑板偏离接触网，造成失流或刮弓的不良后果。
因此要求弓头垂直运动轨迹在工作高度范围内是一直线。
对于单臂受电弓，由于结构因素，规定了允许偏差值，在设计时已予以考虑了。