滑动电接触磨损过程变化的实验研究

以浸铜碳滑板、铜锡导线为摩擦副进行对磨实验,得出摩擦系数湍流状波动曲线,从而提出了滑板受流磨损过程的两个阶段:跑合期、相对稳定期。针对滑板在跑合期磨耗量大的问题,论文通过实验得出了适当增大接触压力、提高滑动速度可以缩短跑合期总时间,以减少磨损过程中总的磨耗量,同时提高受流质量。利用SSX?550扫描电子显微镜对跑合期、相对稳定期的滑板形貌进行分析,得出在跑合期受流磨损的主要形式为宏观电弧侵蚀与磨粒磨损;而相对稳定期以微观电弧烧蚀和粘着磨损为主。     

弓网系统中滑动电接触受流效率的研究

利用自行设计的滑动电接触摩擦磨损实验机,在不同速度、电流、压力的条件下,对铜锡合金导线/浸铜碳滑板做摩擦磨损实验,结合实验数据绘出受流效率在不同条件下的曲线,并对影响受流效率的滑动速度、电流以及接触压力做出了理论分析。受流效率随着速度的增加逐渐降低,且在速度较小时,受流效率随接触压力增大的幅度较大。接触力在30~80N之间时,受流效率随电流增大而增大,而接触力在80~120N之间时,受流效率随电流增大而下降,总体趋势上受流效率随接触压力增大而增大。接触压力越大、给定电流越大,受流效率越高,而且当速度增大时,受流效率受电流的影响减小,此时速度为主要影响因素。     

波动载荷下弓网摩擦振动特性分析与建模

在电气化铁路弓网系统中,弓网滑动电接触载流摩擦振动特性是决定电力机车速度和受流质量的重要因素.波动载荷条件下,压力波动幅值、压力波动频率、受流电流和滑动速度影响弓网间摩擦振动状态.通过自制滑动电接触实验机,以铜导线和浸金属碳滑板为摩擦副进行对磨实验,通过观测滑板表面形貌,分析摩擦振动特性.结果表明,压力波动幅值、受流电流、滑动速度的增加,对表面形貌影响较大,使表面粗糙度变化较大,是影响摩擦振动加速度的主要因素,而压力波动频率对摩擦振动加速度变化影响较小.在此实验基础上,采用深度极限学习机(DELM)建立波动载荷下弓网滑动电接触与压力波动幅值、受流电流、滑动速度相关的摩擦振动加速度回归模型,利用麻雀搜索算法(SSA)优化相关参数,并与未经过参数优化的模型进行比较.通过实验数据验证回归模型的有效性,结果显示,优化后的模型可靠性较高,为以后弓网滑动电接触摩擦振动的深入研究提供参考.     

波动载荷下弓网滑动电接触失效研究

电力机车高速运行时,接触电流、压力波动和机车的运行速度均会影响弓网间的可靠接触。通过浸金属碳滑板与铜导线的对磨实验,得到接触电阻随接触电流、滑动速度、压力波动幅度和压力波动频率变化的特性规律。采用极限学习机(ELM)建立接触电阻与接触电流、滑动速度、压力波动幅度、压力波动频率的预测模型;综合考虑接触电阻和电流稳定系数,提出弓网滑动电接触失效判据。分析得出弓网接触失效机理:接触压力波动幅度和滑动速度增大使得弓网间摩擦振动加剧,接触电阻增大超过临界值,接触失效。在此基础上根据接触电阻概率分布建立失效概率模型,最后分析给出一定工况条件下弓网滑动电接触的失效概率。     

波动载荷下弓网动态接触电阻特性研究

在实际的列车运行过程中压力载荷是以正弦形式波动变化,波动载荷对弓网系统中的接触电阻特性有重要影响。文中利用销盘式高速载流摩擦磨损实验机模拟弓网系统中的压力波动状态,研究了波动载荷、滑动速度和接触电流对动态接触电阻特性的影响,结合表面形貌对其变化规律产生的原因进行了分析。结果表明:载流滑动接触且压力波动频率一定时,动态接触电阻随压力波动幅度的增大先减小后增大;压力波动幅度一定时,动态接触电阻随压力波动频率的增大而缓慢增大;波动载荷条件下,动态接触电阻随滑动速度的增大而逐渐增大,随接触电流的增大而逐渐减小。高温电弧和接触温升是导致动态接触电阻变化的主要原因。     

波动载荷下弓网滑动电接触载流特性研究

为获取波动载荷下弓网滑动电接触载流特性,利用FCH-03型销盘式滑动电接触摩擦磨损试验机模拟弓网接触状态,进行强电流密度、不同速度与波动接触压力条件下的浸金属碳/铜对磨实验。根据实验数据获得载流效率、载流稳定性在不同条件下的特性规律,并针对影响受流的运行速度、接触电流、波动接触压力等因素作出深入的机理分析及电弧能量干扰相关性分析。研究表明:载流效率随接触压力振幅的增大而减小,随接触压力频率的增大呈较小的增大趋势。载流稳定性随接触压力振幅的增大而减小。低速时基本不随接触压力频率变化;高速时随接触压力频率增大呈先增大后减小。弓网离线及离线电弧是导致高速弓网系统载流质量下降的主要原因。     

基于摩擦磨损量最小的最优载荷确定研究

在受电弓滑板与接触网系统中,二者因滑动接触产生的摩擦磨损量与它们之间的接触载荷有直接关系。在保证载流性能条件下,较小的载荷出现电弧侵蚀磨损,较大的载荷会导致机械磨损。笔者通过对浸铜碳滑板两种滑板材料与铜锡导线的对磨实验,研究了在固定载流和运行速度情况下载荷与磨损量的数值关系,进而根据检测数据,以载荷为输入、磨损量为输出进行神经网络训练,得出其相互关系模型,并进行模型验证。在此模型基础上,采用优化算法进行输出磨损量最小的参数寻优过程,从而得到最小磨损量对应的最佳输入载荷,实现实际工况下最优载荷的确定。     

弓网系统滑动电接触区域温度场仿真

弓网系统滑动电接触区域的高温会使摩擦副材料的磨损加剧并影响系统的受流质量,严重时甚至发生接触线断线事故。针对弓网系统受流摩擦下接触区域温度,研究弓网系统的温度场,进一步发现影响温度变化的因素。利用COMSOL仿真软件对弓网系统进行仿真,建立三维立体有限元模型,通过实验测得的数据验证了仿真模型的准确性,得出电流、压力、速度和滑板材料对接触区域的温度影响,接触区域温度随电流与速度的增加而升高,随压力的增大呈现U型变化,为弓网系统温度分析提供理论支持。     

弓网系统滑动电接触瞬态温度场仿真研究

弓网系统瞬态温升会影响摩擦副的材料特性,进而加速系统磨耗。为减小弓网系统温度场引起的磨损,对其瞬态特性进行了研究。利用COMSOL Multiphysics软件建立了仿真模型,利用试验机,采用非接触式测温方法,验证了模型的有效性。对温度场瞬态过程进行仿真研究,结果表明,运行过程中,最高温度区由接触面逐渐转移至碳板内部,温度由接触区向四周呈递减趋势;在碳板接触区后端出现"高温拖尾"现象,拖尾长度随时间逐渐增大。上述研究结论对进一步研究滑板温度特性具有借鉴意义。     

弓网滑动电接触电磁热力耦合效应研究进展

为电力机车提供牵引动力的受电弓滑板与接触网导线是典型的滑动电接触摩擦副，二者在工作中存在电、磁、热、力多场耦合效应，复杂的多场耦合作用将影响弓网的受流质量和摩擦磨损性能，开展电气化铁路弓网接触多物理场耦合效应研究，对降低弓网运行维护成本，提高受电弓滑板和接触网导线使用寿命等具有重要意义。该文重点归纳总结了近些年来弓网系统在电、磁、热、力多场效应下的相关研究进展。结合列车实际运行工况，综述了弓网接触电阻、电弧、接触温度、电磁力和压力载荷等因素对弓网载流摩擦磨损性能的影响规律，针对多物理场作用下研究中存在的问题与不足，提出进一步研究和完善的意见。在此基础上，从提高弓网滑动电接触性能、保障列车安全稳定运行角度，采用弓网接触电阻、燃弧率及接触温度对电接触性能的评价进行阐述和探讨，以期对弓网电接触行为进行合理预测与评估，为进一步研究弓网滑动电接触多场耦合效应提供参考。     

Direct Resistance Heating Characteristics of Rectangular Sheet Blanks

The results of an investigation of the characteristics of heating rectangular sheet blanks by the direct passage of current are presented. An analysis of the thermal characteristics based on the heat-transfer equation of a material with internal heat generation produces data for temperature distribution and heat balance at any instant of the heating process. The instantaneous temperatures detennined by experiments are in good agreement with those obtained from the theoretical analysis. The results indicate that a uniform temperature rise over the bulk of the strip can be obtained with larger currents per unit width. The overall efficiency is expressed as a product of indicated thermal efficiency which relates to the heat transfer characteristics of the strip, and electrical transmission efficiency which relates to the electrical characteristics of the heating system. Results are given for the dependence of indicated thermal efficiency on the speed of heating and the length of the strip, as well as for the variation of electrical transmission efficiency with the length of the strip.     

电磁感应高温空气加热特性试验研究

将电磁感应加热技术应用到空气加热领域,研制新型高温空气加热装置。在电磁感应磁场中依靠加热装置内部感应加热件所产生的感应热对空气进行加热。在高温空气加热试验装置上,进行加热功率、空气流量、加热件初始温度对空气加热特性的影响规律的试验研究。结果表明：电磁感应高温空气加热装置能够快速方便地产生高温空气,空气终温可达900℃以上;通过改变电源功率或进入加热装置的空气流量,可以产生不同终温的高温空气。     

滑动电接触设计现状与发展动态

笔者论述了高(中)压开关设备的滑动电接触的演变经历和发展趋势,指出采用新近发展的弹簧触头及其电镀碳银技术,将使其更加完善和稳定可靠。     

500 kV输电线路耐张线夹电接触计算及其发热研究

针对500 kV架空线路线夹运行温度过高引起线夹脱断,造成停电的事故,以NY型耐张线夹为研究对象,分析了耐张线夹接触电阻的计算方法,建立了耐张线夹电接触温升的有限元模型,以此研究了电接触最高温度与接触压力的关系,同时探明了电接触内部到外部的温度变化规律。研究表明：随着压力增大,最高温度呈现先迅速下降后下降变缓的趋势,额定压力下电流600 A引起的最高温度为31.42 ℃;随着压力增大,最高温度先后出现在铝板与螺栓的电接触、铝板间电接触和铝板与螺栓的电接触;线夹电接触内外存在温差,但内外温度变化具有一致性,外表面温度可间接表达线夹的运行温度。最后利用试验验证了电接触计算方法和仿真结果的正确性。     

Influence of surface finish processing on contact voltage drop in Cu/C electrical sliding contacts

A sliding contact is normally used to supply current to a rotating or moving object. The surface film formed on the sliding surface is important for ensuring reliability and long life. In the present study, the effects of preoperation conditions and initial surface condition are investigated. We examined the relation between sliding speed and chemical treatment for electrical sliding contact action. The initial surface condition and preoperation conditions greatly influence the contact voltage drop that occurs during operation. It is shown that stability of sliding contact can be achieved by appropriate surface treatment and preoperation conditions. © 2010 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

低压电器用电触头材料

电触头是低压电器中的关键元件,其性能直接影响到电器运行的可靠性。本文详细介绍了低压电器产品中常用电触头材料的特性、制造工艺及其应用领域。给出了低压电器产品设计时选用电触头材料的建议。     

宝钢1550冷轧连续退火机组辊冷段温度控制

宝钢1550冷轧连续退火机组的快冷段采用辊冷技术，通过调节冷却水辊的位置来改变带钢与辊子接触面积，从而实现带钢温度控制。同时，为避免带钢在快速冷却过程中的横向温度分布不均而影响退火质量及对中控制，需要对带钢横向温度进行控制，带钢横向温度控制通过调节喷嘴位置及吹风压力来实现。     

RV减速器动力学仿真及其最大接触力的计算

目前，RV减速器在工作了若干小时后，拆开整个精密仪器，发现针齿磨损严重，油液中有很多铁屑。在工作状态下，摆线盘针齿碰撞时的磨损问题亟待解决。论文采用Adams仿真技术研究RV减速器的动力学特性，重点研究其速度特性和针齿与摆线盘啮合时的接触特性。通过理论推导计算出减速器主要部件的角速度以及基于赫兹公式编程计算啮合时最大接触力，从传动比和最大接触力两个方面验证仿真模型的正确性。论文通过两种方法研究最大接触力，确定了啮合时最大接触力的位置和接触力的大小，为后续减小啮合时的接触力、优化设计摆线盘提供理论指导。     

银基触头材料电弧侵蚀特性及裂纹形成机理分析

利用数字显示时间继电器、交流接触器、断路器以及电阻性负载设计了一个简易的触头材料实验电路。用该实验电路对五种银基触头材料AgCdO(12)，Ag(Sn，m)O，AgZnO(10)，AgNi(10)，AgC(5)根据不同的开断电流、开断次数、闭合压力和配对方式进行了电弧侵蚀实验。根据实验结果得到了一些有实际意义的电弧侵蚀特性曲线。然后根据不同的开断电流及闭合压力对裂纹形貌进行了分析研究。最后，基于数学分析给出了用于判定出现滑移裂纹和热应力裂纹的理论判据。     

稳态电弧作用下触头烧蚀特性的试验研究

稳态电弧作用下触头烧蚀特性的研究对于探究触头性能退化及失效机理具有重要意义。针对稳态电弧作用下的触头烧蚀特性展开了试验研究。采用触头开距可调的电弧试验系统进行了不同稳态电弧电流下的烧蚀试验,得到了触头烧蚀量和表面形貌的变化。结合试验结果分析了稳态电弧大小对于触头侵蚀和材料转移的影响。