动车和高铁的动力都是电力。电力是通过外设的裸电线与列车上的受电弓接触,产生电路。回路是通过铁轨返回到变电站的。可以看下面的示意图。
实际上,电力输电线路的供电还是很复杂的。在现代列车运行里,轮轨系统和弓网系统是列车运行的最主要的两个系统。
弓网系统,英文Pantograph-OCS system,高速列车的动力来自于铁道边的高压电,而电力输送靠列车上的受电弓与电网接触,由受电弓和接触网组成的电力系统就叫弓网系统,这个系统也可以用来控制列车的行、停。
弓网动力学(pantograph-catenary dynamics)研究电气化铁道机车(动力车)受电弓与接触网动态作用关系与振动问题的学科领域。
电力机车是通过受电弓滑板与接触网导线间的滑动接触而获取电能的,当运动的受电弓通过相对静止的接触网时,接触网受到外力干扰,于是在受电弓和接触网两个系统间产生动态的相互作用,弓网系统产生特定形态的振动。当振动剧烈时,可以造成受电弓滑板与接触导线脱离接触,形成离线,产生电弧和火花,加速电器的绝缘损伤,对通信产生电磁干扰,更严重的是直接影响受流,甚至会造成供电瞬时中断,使列车丧失牵引力和制动力。而弓网之间接触力过大时,虽可大大降低离线率,但接触导线与受电弓滑板磨耗增大,使用寿命缩短。因此,良好的弓网关系是确保列车稳定可靠地受流的基本前提。
弓网动力学的主要任务就是要研究并抑制弓网系统有害振动,确保受电弓与接触网系统相互适应、合理匹配,为不同营运条件(特别是高速运行)下的受电弓与接触网结构选型和参数设计提供理论指导。
评价弓网关系和受流质量,一般采用弓网接触压力、离线率、接触导线抬升量、受电弓振幅、接触网弹性系数、接触导线波动传播速度和受电弓追随性等指标。弓网动力学的研究,通常以理论研究为主,并结合必要试验,通过建立受电弓与接触网振动模型来预测上述性能指标,从而改进或调整系统设计。
弓网系统最初的动态设计只是基于一些简化的数学模型而进行的,随着列车运行速度的提高,弓网系统的模型越来越复杂,从20世纪70年代开始,计算机作为一种辅助模拟工具被用于弓网系统动力学仿真和优化设计,从而使得弓网动力学研究领域得到极大丰富和发展。
高铁是电力驱动的。
高铁就是动车组列车,是由一整列车厢,分别包含有带动力的车厢与不带动力的车厢一起,组成的整列车。高铁的动车组动力来源是电力,由动车组内的电机通过驱动车轮运转,带动整列车前进。
高铁能够跑起来,依靠的是牵引供电系统给高速列车提供电力。牵引供电为电力系统的一级负荷,但德国是例外,德国高铁电网有独立于德国国家电网。因此,高铁牵引供电系统包括架空接触网、牵引变电所、回流回路。
高铁的运行原理
1、牵引:高速列车采用电动车组编组,每节动车顶部装有受电弓,受电弓从接触网受流获得电能,如CRH1的受电弓从接触网接受25KV 50HZ高压交流电能。
经过安装在车底架上的主变压器降成900V 50HZ交流电,降压后的交流电经网侧变流器转换成1650V DC直流电能,该直流电再经牵引逆变器转换成可变频可变压的三相交流电送给牵引电机,将电能转换成牵引列车的机械能。
2、制动:电动车组采用复合制动方式,动车采用电制动、拖车采用空气制动;动车电制动优先,低速区域的电制动停止工作时或电制动故障时,不足的部分由空气制动补充实施。