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波动载荷下基于分形维数的弓网滑动电接触研究
| 论文题名： | 波动载荷下基于分形维数的弓网滑动电接触研究 |
| 关键词： | 高速电气化铁路;弓网系统;滑动电接触;波动载荷;电流稳定性;摩擦磨损特性 |
| 摘要： | 高速电气化铁路的弓网系统是电力机车的动力来源，只有保证良好的受流才能保证铁路可靠安全的运行。弓网受流系统是典型的滑动电接触系统，弓网滑动电接触是一个复杂的载流摩擦系统，电因素的介入使摩擦磨损更加复杂，对弓网滑动电接触的研究实际上就是对弓网之间电流传导以及摩擦磨损的研究。而弓网之间的柔性接触导致的接触压力载荷的波动也使得弓网滑动电接触更加复杂。本文利用自制的高速载流摩擦磨损试验机，对波动载荷下滑动电接触进行实验研究，分析接触压力波动幅度、频率、滑动速度、初始电流对弓网滑动电接触电流传导以及摩擦磨损的影响，其中电流传导主要研究电流稳定性，摩擦磨损主要研究受电弓滑板磨损率，二者可以分别表征弓网受流系统的稳定性与可靠性。结合分形理论对实验所得的摩擦力信号与电流信号进行分析，利用结构函数方法计算两个信号的分形维数，可以得出，电流分形维数会随着载荷压力波动幅度和滑动速度的增加而增加，随着初始电流的增加而减少，随着压力波动频率的增加而缓慢增加；摩擦力分形维数会随着载荷压力波动幅度、频率和滑动速度的增加而增加，随着初始电流的增加而先减少后小幅度增大。对比弓网载流摩擦磨损实验结果可以发现，电流稳定性与电流分形维数相关，二者的变化规律大致类似；磨损率与电流分形维数以及摩擦力分形维数都相关；并且结合分形维数对弓网滑动电接触及其磨损过程进行机理分析，结果显示电气磨损变化的速度比机械磨损变化的速度快。最终通过偏最小二乘回归方法对试验所得的磨损率进行建模，建模结果显示与理论分析相一致，证明了该建模的合理性。 |
| 作者： | 单萌 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 陈忠华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 辽宁工程技术大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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