CRH2型動車組持續(xù)250 km/h運行電氣性能分析

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。

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