Взаимодействие токоприемников и контактной сети

Процесс механического взаимодействия токоприемников с контактными подвесками представляет собой сложный колебательный процесс, в котором участвуют разнородные колебательные системы - две с распределенными параметрами (путь и контактная подвеска) и несколько других с условно сосредоточенными параметрами [8.15].

На этот процесс оказывают влияние колебания кузовов подвижного состава, передающиеся на основание токоприемников и имеющие переменные амплитуду и спектр частот. В условиях одновременного взаимодействия с контактной подвеской нескольких токоприемников (при кратной тяге) имеет место сложение колебаний, вызванных разными токоприемниками. В контактной подвеске, помимо основных волн колебаний возникают отраженные и преломленные волны. Колебания различных проводов контактной подвески могут быть несинфазными.

Результаты исследования взаимодействия токоприемников и контактной подвески, а также результаты исследования воздействия на них ветра и гололеда и результаты решения статических задач позволяют определить все основные параметры взаимодействующих устройств, необходимые для проектирования контактной сети и конструирования приемников.

Так частота собственных колебаний контактных подвесок с достаточной точностью определяется из выражения

где а - коэффициент, зависящий от конструктивного выполнения опорного узла контактной подвески и принимаемый равным 0,435 и 0,5 соответственно при рессорных и простых опорных струнах; <7/с - нагрузка от силы тяжести 1 м контактной подвески (при необходимости здесь учитывается нагрузка от гололедных отложений); Т - сила натяжения провода контактной сети, кН; К - сила натяжения провода подвески, кН.

На основании частотных характеристик подвесок определяют критическую скорость (скорость главного резонанса), которая наблюдается при равенстве частот собственных fk и вынужденных колебаний контактной подвески /e=v/3,6/ и определяется по формуле vkP = 3,6//,.

Обычно собственные колебания компенсированных подвесок переменного тока при номинальном натяжении проводов составляют fk = 0,75-0,9 Гц (в зависимости от длины пролета). Частота вынужденных колебаний при этом несколько выше. Однако, как показывают исследования [8.15, с.30], изменением длины пролета нельзя изменить соотношение частот.

Приведенные J соответствуют случаю, когда на длине пролета располагается одна полуволна. Если на длине пролета укладывается две или три полуволны, то расчетная величина Jk может возрасти в два или три раза.

Экспериментальными исследованиями установлено [8.15, с. 30], что для колебаний цепных подвесок характерны периодические изменения амплитуды при постоянной частоте (биения). Наименьшие значения периодов биения и наибольшие возрастания амплитуды при измерениях наблюдаются по краям анкерных участков. Вблизи средней анкеровки биения незначительны. Это явление свидетельствует о возможности изменения условий токосъема вблизи сопряжений анкерных участков из-за интенсивного возрастания амплитуд вследствие интерференции механических волн.

Автоколебания контактных подвесок

Процесс развития и затухания автоколебаний, размер размаха установившихся колебаний зависят от аэродинамических характеристик проводов, формы гололедных отложений, характера воздушного потока, частоты собственных колебаний системы и демпфирующих ее свойств.

При возникновении автоколебаний частота собственных колебаний подвески fk зависит от их формы, которая характеризуется числом полуволн в пролете. С ростом частоты уменьшается амплитуда колебаний Дг. .Значения fk и Ак определяются из выражений:

где hB - длина волны; ct'max - наибольший угол атаки; vB - скорость ветра; Цк - погонная нагрузка подвески с учетом отложения гололеда.

Для определения 0tmax требуется знать аэродинамические характеристики проводов, построить диаграммы работы, совершаемой воздушным потоком при автоколебаниях.. Угол атаки а' = arctg(vn /vB). Здесь

V/7 - скорость перемещения провода в процессе колебаний, зависящая от fk ?

Возникновение автоколебаний подвесок со значительной амплитудой объясняется малой диссипацией энергии в этой колебательной системе. Опыт показал [8.15, с. 125], что достаточно иметь условия для возникновения автоколебаний в двух-трех пролетах, чтобы они распространились вдоль всего анкерного участка.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >