高立
摘 要 CRH2動車組采用了兩項新技術(shù),一是低噪音受電弓,另一個是數(shù)字式控制系統(tǒng)。交流傳動、動力分散的動車組,它的主要特點是先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、可靠、經(jīng)濟(jì)且適用。本文要研究的對象就是CRH2動車組持續(xù)250 km/h運行電氣的性能,它的安全性,穩(wěn)定性,可靠性與其牽引系統(tǒng)、高壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)部件密切相關(guān)。為了驗證CRH2動車組的高速度,高安全,高環(huán)保的獨特優(yōu)勢,現(xiàn)針對它的運行電氣性能進(jìn)行詳細(xì)分析。
關(guān)鍵詞 CRH2動車組;性能分析;系統(tǒng)研究
中圖分類號:U266 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)04-0040-01
隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人們步入了快節(jié)奏的生活,交通工具作為當(dāng)前主要的出行工具,在社會中有著舉足輕重的作用,其逐漸成為了必不可少的東西,人們對交通工具的要求越來越高。CRH2型動車組應(yīng)時而生,它滿足了我國高速運營的要求。也滿足了人們生活的需要?,F(xiàn)以CRH380A的實驗數(shù)據(jù)為依據(jù)對原來的200 km/h的動車組以250 km/h運行狀態(tài)下,它的牽引系統(tǒng)及高壓系統(tǒng),部件能力,強(qiáng)度及性能等等,進(jìn)行系統(tǒng)的、全面的技術(shù)分析,從而評估它的各項性能。為了確保動車組的運行安全性、可靠性,下面對它的持續(xù)250 km/h運行電氣性能進(jìn)行分析。
1 技術(shù)指標(biāo)
1)速度指標(biāo)。據(jù)統(tǒng)計,CRH2動車組持續(xù)運行的運營速度為200 km/h,最高的運營速度可達(dá)250 km/h,實驗后表明,其速度高達(dá)275 km/h。可見,動車組高速度的特點和優(yōu)勢。符合了人們的需求。
2)擴(kuò)展編組?;拘偷膭榆嚥捎冒溯v的編組,而現(xiàn)在,有望擴(kuò)展為16編組,可見,擴(kuò)展速度之快。
3)加快速度。在每小時40千米內(nèi),平均加速度大于0.40 m/s2;在每小時120千米內(nèi),平均加速度大于0.32 m/s2;在每小時250千米時,剩余的加速度大于0.05 m/s2。
2 高壓系統(tǒng)及部件性能
2.1 高壓系統(tǒng)部件結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度分析
原有的200 km/h-250 km/h的動車組持續(xù)運行時的速度是250 km/h,由于動車組速度有很大的提高,在動車的頂部的部件受到強(qiáng)大的氣流沖擊,所以為了保證動車能安全的運行,就要對動車頂部的部件結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度進(jìn)行詳細(xì)具體的測定和分析。
2.2 受電弓的強(qiáng)度
受電弓的作用很大,由于接觸網(wǎng)和受電弓共同作用的特點,雷雨天氣下,雷電很容易通過受電弓傳入車體將人擊中造成危險,而車頂部的高壓設(shè)備首先就受到影響,因此在受電弓和主變壓器之間,可以設(shè)計安裝了兩個避雷器,利用其特性將雷電引至大地,將危險排除,高壓系統(tǒng)設(shè)備也受到了保護(hù),因此受電弓的選型影響充分考慮到防雷的需要。受電弓的材料選擇很關(guān)鍵,CRH2型動車組中受電弓中不銹鋼含量0C r18N i9、鋁合金含量6082、結(jié)構(gòu)鋼所占比例為Q345。
對受電弓加載以后進(jìn)行分析:
1)下臂最大的應(yīng)力是68 N/mm2,所用的材料是鋁合金6082,它的屈服強(qiáng)度為200 N/mm2,所對應(yīng)的屈服強(qiáng)度的安全系數(shù)是2.94。
2)上臂最大應(yīng)力是138 N/mm2,所用的材料是鋁合金5083,抗拉的強(qiáng)度為270 N/mm2,對應(yīng)的安全系數(shù)達(dá)1.96。
3)底架最大的應(yīng)力是116 N/mm2,所用的結(jié)構(gòu)是鋼Q345,它的屈服強(qiáng)度是345 N/mm2,其疲勞強(qiáng)度是24 N/mm2,它所對應(yīng)的屈服強(qiáng)度安全系數(shù)可達(dá)3.1,與它對應(yīng)的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)達(dá)2.1。
在相同的材料參數(shù)下,250 km/h動車運行的載荷情況,受電弓應(yīng)力值合格,受電弓主要部件的強(qiáng)度審核能夠通過。
2.3 其他車的高壓設(shè)備的強(qiáng)度
對于其他車的車頂?shù)母邏涸O(shè)備,動車組使用的是高壓隔離開關(guān)和高壓互感。運營經(jīng)過長期的考核發(fā)現(xiàn),直至今日它的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度都不曾出現(xiàn)過故障,因此它能夠滿足250 km/h運行速度的需要。
3 牽引能力
CRH2動車組為短編組,8輛5動3拖,出現(xiàn)牽引和制動障礙時可以隔離,或切除發(fā)生障礙的部位,排除運行安全,在車輛行駛中,不排除操作失誤而引起的不安全因素,這是列車的控制系統(tǒng)發(fā)揮的牽引功能。250 km/h動車組牽引系統(tǒng)的性能特點,以原來200 km/h-250 km/h速度級的動車組牽引部件作基礎(chǔ),進(jìn)行牽引能力計算。
3.1 牽引變壓器
在列車以時速250千米行進(jìn)時,它的牽引變壓器的容量小于額定容量,這是完全合乎要求的。在牽引變壓器發(fā)揮它額定的容量時,變壓器內(nèi)的油溫上升。對于250 km/h的速度,變壓器室完全能夠滿足的。
3.2 牽引變流器
牽引變流器在經(jīng)過了長時間的實踐后,表明,它的性能是可靠的。能夠滿足250 km/h的運營速度要求。
3.3 牽引電機(jī)
牽引電機(jī)對于時速200-250千米的速度級動車組其轉(zhuǎn)動比是3.036,牽引電機(jī)對于時速250千米的運營速度,軸承轉(zhuǎn)動速度是5165 r/min,低于牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速6120 r/min的要求。在它的速度提高到250 km/h以后,功率一般不變。還是原來的300 kW。升溫值小于200,可見,200 km/h-250 km/h的動車組牽引性能滿足運營要求。
4 能量損耗
讓CRH2型動車組分別以200 km/h和250 km/h的速度持續(xù)行駛100千米,兩種速度運營的人均損耗僅僅相差0.5 kW·h。綜上所述,CRH2型動車組在250 km/h高速度持續(xù)的運行中,高壓系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)及各部件結(jié)構(gòu)、性能、強(qiáng)度均已滿足運營的需要。
5 總結(jié)
一直以來,人們對于交通工具的選擇比較謹(jǐn)慎,動車組在我國投入使用,已經(jīng)有很長時間了,人們所顧忌的問題無非是它的安全性,并希望更加安全和環(huán)保。經(jīng)過本文簡要的分析,可以讓人們了解到動車組更多的知識,對它的安全性能也有了更深的了解,使人們對動車組的信心倍增,使更多的人逐漸確信動車組的安全性,更使得動車組最終成為人們交通出行的最優(yōu)選擇。
參考文獻(xiàn)
[1]李建欣.高速動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的焊接變形控制措施[J].上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報,2011(02).
[2]鄭亞晶.鐵路路網(wǎng)能力可靠性、能力適應(yīng)性及抗毀性研究[D].北京交通大學(xué),2013.
[3]巢麗娟.基于知識推理的動車組故障編碼方法研究及系統(tǒng)實現(xiàn)[D].北京交通大學(xué),2007.
[4]劉永強(qiáng),楊紹普.兩類時滯對高速動車組半主動控制的影響[A].第十三屆全國非線性振動暨第十屆全國非線性動力學(xué)和運動穩(wěn)定性學(xué)術(shù)會議摘要集[C].2011.
[5]張振亞.扭矩系數(shù)穩(wěn)定劑在高速電動車組轉(zhuǎn)向架上的應(yīng)用[A].2008年科技學(xué)術(shù)研討年提速安全與和諧鐵路論文集[C].2008.
[6]王樹國,曾樹谷.京津線動車組曲線和道岔通過性能分析[A].客運專線工程技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集(上)[C].2008.endprint