一種弓網接觸力內嵌式傳感器的研制

張鵬飛，鐘 源，吳積欽

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一種弓網接觸力內嵌式傳感器的研制

張鵬飛，鐘 源，吳積欽

目前常用的幾種使用力傳感器測量接觸力的方法不同程度地影響和改變了受電弓的原有結構，導致測量結果無法反映受電弓的原有特性及實際運行狀態，測量系統較復雜且不具有通用性。本文提出一種新型傳感器設計將影響降低到最小程度，并確定了測量和補償方法。經過實體建模、理論推導和試驗驗證，該傳感器具有良好的線性度和準確度，補償后的接觸力測量準確度滿足歐標要求。

受電弓；力傳感器；弓網接觸力；補償

0 引言

在電力機車（動車組）運行過程中，受電弓與接觸網系統的持續穩定接觸是列車正常運行的關鍵。一定的接觸力意味著滑板與接觸線之間相互接觸，保證正常取流，但較大的接觸力會導致較大的機械磨耗和接觸線抬升；而接觸力為零時，滑板與接觸線不再接觸（俗稱“離線”），造成電氣磨耗加劇。接觸力的波動情況可以反映弓網系統的動力學特性，準確地測量接觸力可較精準地評價弓網匹配質量，因此在弓網系統監測中，接觸力測量的重要性不言而喻[1]。

根據已有的文獻及相關工程經驗，常用的接觸力測量方法是通過外加力傳感器和加速度傳感器進行檢測，受到弓頭質量的影響并基于力系平衡原理，測得接觸力后需要進行加速度補償以進行慣性力修正[2，3]。而與常規的測量方法不同，文獻[4]提出利用圖像識別的方法得到運行中的弓頭彈簧的形變量以推算出接觸力和振動加速度的大小，從而計算得到接觸力；……