摘 要 CRH2动车组采用了两项新技术,一是低噪音受电弓,另一个是数字式控制系统。交流传动、动力分散的动车组,它的主要特点是先进、经济、可靠、经济且适用。本文要研究的对象就是CRH2动车组持续250 km/h运行电气的性能,它的安全性,稳定性,可靠性与其牵引系统、高压系统的结构部件密切相关。为了验证CRH2动车组的高速度,高安全,高环保的独特优势,现针对它的运行电气性能进行详细分析。
关键词 CRH2动车组;性能分析;系统研究
中***分类号:U266 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)04-0040-01
随着社会经济的飞速发展,人们步入了快节奏的生活,交通工具作为当前主要的出行工具,在社会中有着举足轻重的作用,其逐渐成为了必不可少的东西,人们对交通工具的要求越来越高。CRH2型动车组应时而生,它满足了我国高速运营的要求。也满足了人们生活的需要。现以CRH380A的实验数据为依据对原来的200 km/h的动车组以250 km/h运行状态下,它的牵引系统及高压系统,部件能力,强度及性能等等,进行系统的、全面的技术分析,从而评估它的各项性能。为了确保动车组的运行安全性、可靠性,下面对它的持续250 km/h运行电气性能进行分析。
1 技术指标
1)速度指标。据统计,CRH2动车组持续运行的运营速度为200 km/h,最高的运营速度可达250 km/h,实验后表明,其速度高达275 km/h。可见,动车组高速度的特点和优势。符合了人们的需求。
2)扩展编组。基本型的动车采用八辆的编组,而现在,有望扩展为16编组,可见,扩展速度之快。
3)加快速度。在每小时40千米内,平均加速度大于0.40 m/s2;在每小时120千米内,平均加速度大于0.32 m/s2;在每小时250千米时,剩余的加速度大于0.05 m/s2。
2 高压系统及部件性能
2.1 高压系统部件结构的强度分析
原有的200 km/h-250 km/h的动车组持续运行时的速度是250 km/h,由于动车组速度有很大的提高,在动车的顶部的部件受到强大的气流冲击,所以为了保证动车能安全的运行,就要对动车顶部的部件结构和强度进行详细具体的测定和分析。
2.2 受电弓的强度
受电弓的作用很大,由于接触网和受电弓共同作用的特点,雷雨天气下,雷电很容易通过受电弓传入车体将人击中造成危险,而车顶部的高压设备首先就受到影响,因此在受电弓和主变压器之间,可以设计安装了两个避雷器,利用其特性将雷电引至大地,将危险排除,高压系统设备也受到了保护,因此受电弓的选型影响充分考虑到防雷的需要。受电弓的材料选择很关键,CRH2型动车组中受电弓中不锈钢含量0C r18N i9、铝合金含量6082、结构钢所占比例为Q345。
对受电弓加载以后进行分析:
1)下臂最大的应力是68 N/mm2,所用的材料是铝合金6082,它的屈服强度为200 N/mm2,所对应的屈服强度的安全系数是2.94。
2)上臂最大应力是138 N/mm2,所用的材料是铝合金5083,抗拉的强度为270 N/mm2,对应的安全系数达1.96。
3)底架最大的应力是116 N/mm2,所用的结构是钢Q345,它的屈服强度是345 N/mm2,其疲劳强度是24 N/mm2,它所对应的屈服强度安全系数可达3.1,与它对应的疲劳强度安全系数达2.1。
在相同的材料参数下,250 km/h动车运行的载荷情况,受电弓应力值合格,受电弓主要部件的强度审核能够通过。
2.3 其他车的高压设备的强度
对于其他车的车顶的高压设备,动车组使用的是高压隔离开关和高压互感。运营经过长期的考核发现,直至今日它的结构强度都不曾出现过故障,因此它能够满足250 km/h运行速度的需要。
3 牵引能力
CRH2动车组为短编组,8辆5动3拖,出现牵引和制动障碍时可以隔离,或切除发生障碍的部位,排除运行安全,在车辆行驶中,不排除操作失误而引起的不安全因素,这是列车的控制系统发挥的牵引功能。250 km/h动车组牵引系统的性能特点,以原来200 km/h-250 km/h速度级的动车组牵引部件作基础,进行牵引能力计算。
3.1 牵引变压器
在列车以时速250千米行进时,它的牵引变压器的容量小于额定容量,这是完全合乎要求的。在牵引变压器发挥它额定的容量时,变压器内的油温上升。对于250 km/h的速度,变压器室完全能够满足的。
3.2 牵引变流器
牵引变流器在经过了长时间的实践后,表明,它的性能是可靠的。能够满足250 km/h的运营速度要求。
3.3 牵引电机
牵引电机对于时速200-250千米的速度级动车组其转动比是3.036,牵引电机对于时速250千米的运营速度,轴承转动速度是5165 r/min,低于牵引电机的转速6120 r/min的要求。在它的速度提高到250 km/h以后,功率一般不变。还是原来的300 kW。升温值小于200,可见,200 km/h-250 km/h的动车组牵引性能满足运营要求。
4 能量损耗
让CRH2型动车组分别以200 km/h和250 km/h的速度持续行驶100千米,两种速度运营的人均损耗仅仅相差0.5 kW·h。综上所述,CRH2型动车组在250 km/h高速度持续的运行中,高压系统和牵引系统及各部件结构、性能、强度均已满足运营的需要。
5 总结
一直以来,人们对于交通工具的选择比较谨慎,动车组在我国投入使用,已经有很长时间了,人们所顾忌的问题无非是它的安全性,并希望更加安全和环保。经过本文简要的分析,可以让人们了解到动车组更多的知识,对它的安全性能也有了更深的了解,使人们对动车组的信心倍增,使更多的人逐渐确信动车组的安全性,更使得动车组最终成为人们交通出行的最优选择。
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