一种电力机车接地电刷监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电力机车接地电刷监测系统，包括接地电刷和刷盒，刷盒安装于电力机车上，接地电刷一端外表面与刷盒内表面滑动配合，接地电刷远离刷盒的一端在恒力弹簧的作用下抵住磨耗盘，刷盒顶壁通过螺栓安装有位移传感器，接地电刷通过螺栓安装有振动传感器，位移传感器用于监测接地电刷与刷盒顶壁之间的距离，振动传感器用于监测接地电刷的振动信号，位移传感器和振动传感器电连接有处理器，处理器通过无线通信模块与车载服务器相连接，车载服务器通过有线传输方式与司机室显示屏相连接，本实用新型专利技术通过实时监测接地电刷运行状况和磨损程度，便于工作人员可及时将接地电刷转检修状态，保障了接地电刷安全可靠运行。行。行。

【技术实现步骤摘要】
一种电力机车接地电刷监测系统


[0001]本技术涉及接地电刷监测
，具体为一种电力机车接地电刷监测系统。

技术介绍

[0002]随着我国经济迅猛发展，我国铁路建设也步入了“高速时代”。在高速铁路跨越式发展的同时，各系统的安全性、可靠性已然成为至关重要的一环，这也是我国发展高速铁路的基石。其中，在交流电气化铁路接触网中，列车通过受电弓碳滑板获得电力，通过牵引电机产生驱动力。牵引电流经车轮、轨道和大地回到变电所。为了防止转向架轴箱和齿轮箱轴承通过电流而产生电蚀，在转向架的轴端安装了接地装置，从而使所有电流通过该接地装置流向车轮，最后流向钢轨和大地。每个轴的轴端都安装接地电刷，以短接轴箱轴承支路，并确保动车组所有接地设备的可靠工作。因此接地电刷的工作状态对动车组的安全运行有很大的影响。
[0003]各型高速动车组轴端接地装置主要包括电刷、磨耗盘、电刷保持架、恒力弹簧、接地盖、电缆等。电刷、磨耗盘和恒力弹簧作为一对摩擦副，是整个接地装置最为核心的部件也是通过电流的关键环节。在动车行驶过程中，电刷将车体的接地电流汇入车轴的同时，还与安装在车轴端部的磨耗盘存在相对摩擦，因此电刷在使用过程中容易产生磨损，其磨损直接取决于电刷与磨耗盘之间的机械损耗和电损耗，磨耗如果严重，极易对动车运行造成安全隐患。此外接地电刷装置在工作过程中会随机车转向架及走行部的振动而振动，振动情况会直接影响其接触性能。电力机车接地电刷担当着机车接地故障保护和机车过电压过电流保护，一旦发生接触不良将直接威胁行车运行安全。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是针对
技术介绍
中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种电力机车接地电刷监测系统。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种电力机车接地电刷监测系统，包括接地电刷和刷盒，所述刷盒安装于转向架轴箱内，所述接地电刷一端外表面与刷盒内表面滑动配合，所述接地电刷远离刷盒的一端在恒力弹簧的作用下抵住磨耗盘，所述恒力弹簧设置于刷盒内，恒力弹簧两端分别抵住刷盒顶壁和接地电刷，刷盒顶壁通过螺栓安装有位移传感器，接地电刷通过螺栓安装有振动传感器，所述位移传感器用于监测接地电刷与刷盒顶壁之间的距离，所述振动传感器用于监测接地电刷的振动信号，所述位移传感器和振动传感器电连接有处理器，所述处理器通过无线通信模块与车载服务器相连接，所述车载服务器通过有线传输方式与司机室显示屏相连接，所述车载服务器和司机室显示屏还连接有用于提供电源的电源模块。
[0006]进一步的方案是，所述电源模块包括整流器、逆变器、蓄电池，当供电正常时，整流器和逆变器同时工作，给车载服务器和司机室显示屏供电的同时给蓄电池充电；当供电异
常时，整流器停止工作，转由蓄电池经逆变器向车载服务器和司机室显示屏提供电源。
[0007]进一步的方案是，所述位移传感器为激光测距传感器，位移传感器的型号是SK
‑
Z
‑
20，所述振动传感器的型号为JY
‑
61，位移传感器和振动传感器将采集到模拟信号转换为数字信号后，以串口传输方式，将数据传输给处理器。
[0008]进一步的方案是，所述处理器为STM32系列单片机，处理器通过RS
‑
232串口通信将数据发送给无线通信模块。
[0009]进一步的方案是，所述无线通信模块采用4G或5G或Zigbbe网络进行无线通信。
[0010]进一步的方案是，所述司机室显示屏为一种可交互的显示设备，型号为PFXGE4501WAD，司机室显示屏用于储存以及显示位移传感器和振动传感器采集到的数据，并在司机室显示屏上通过变色和闪烁的方式进行故障警示。
[0011]与现有技术相比，本技术的有益效果是：通过将位移传感器安装在刷盒顶壁上以及将振动传感器安装于接地电刷上；所述位移传感器用于实时监测刷盒顶壁与接地电刷之间的距离，进而可得出接地电刷的磨耗量；振动传感器用于实时监测接地电刷的振动信号，并将监测到的数据信号通过处理器综合处理后，再通过无线通信模块发送到车载服务器，司机室显示屏调用车载服务器内储存的数据并实时显示，从而方便工作人员对转向架进行实时监测和故障预判，相对于传统的停车入库、拆解检修的方式，极大的提高检修效率、节约检修资源，同时，对列车的安全运行具有重大的意义。
附图说明
[0012]图1是本技术一种电力机车接地电刷监测系统的原理框图；
[0013]图2是本技术一种电力机车接地电刷监测系统传感器安装位置示意图；
[0014]附图标记：接地电刷1、刷盒2、恒力弹簧3、位移传感器4、振动传感器5、磨耗盘6。
具体实施方式
[0015]一种电力机车接地电刷监测系统，包括接地电刷1和刷盒2，所述刷盒2安装于转向架轴箱内，转向架轴箱图中未示出，所述接地电刷1一端外表面与刷盒2内表面滑动配合，接地电刷1远离刷盒2的一端在恒力弹簧3的作用下抵住磨耗盘6，所述恒力弹簧3设置于刷盒2内，恒力弹簧3两端分别抵住刷盒2顶壁和接地电刷1，刷盒2顶壁通过螺栓安装有位移传感器4，接地电刷1外表面通过螺栓安装有振动传感器5，所述位移传感器4用于监测接地电刷1与刷盒2顶壁之间的距离，因接地电刷1在恒力弹簧3的作用下一直抵住磨耗盘6，进而可得出接地电刷1的磨耗量；所述振动传感器5用于监测接地电刷1的振动信号，所述位移传感器4和振动传感器5电连接有处理器，所述处理器通过无线通信模块与车载服务器相连接，所述车载服务器通过有线传输方式与司机室显示屏相连接，所述车载服务器和司机室显示屏还连接有用于提供电源的电源模块。
[0016]在本实施例中，所述电源模块包括整流器、逆变器、蓄电池，当供电正常时，整流器和逆变器同时工作，给车载服务器和司机室显示屏供电的同时给蓄电池充电；当供电异常时，整流器停止工作，转由蓄电池经逆变器向车载服务器和司机室显示屏提供电源，从而保证车载服务器和司机室显示屏电源正常供应，不会出现断电问题。
[0017]在本实施例中，所述位移传感器4为激光测距传感器，位移传感器4的型号是SK
‑
Z
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20，所述振动传感器5的型号为JY
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61，位移传感器4和振动传感器5将采集到模拟信号转换为数字信号后，以串口传输方式，将数据传输给处理器。
[0018]在本实施例中，所述处理器为STM32系列单片机，处理器通过RS
‑
232串口通信将数据发送给无线通信模块。
[0019]在本实施例中，所述无线通信模块采用4G或5G或Zigbbe网络进行无线通信。
[0020]在本实施例中，所述司机室显示屏为一种可交互的显示设备，型号为PFXGE4501WAD，司机室显示屏用于储存以及显示位移传感器4和振动传感器5采集到的数据，当位移传感器4和振动传感器5检测到的接地电刷1磨损量和振动值超过处理器的设定值，司机室显示屏上通过变色和闪烁的方式进行故障警示，提醒工作人员及时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力机车接地电刷监测系统，其特征在于：包括接地电刷（1）和刷盒（2），所述刷盒（2）安装于转向架轴箱内，所述接地电刷（1）一端外表面与刷盒（2）内表面滑动配合，所述接地电刷（1）远离刷盒（2）的一端在恒力弹簧（3）的作用下抵住磨耗盘（6），所述恒力弹簧（3）设置于刷盒（2）内，恒力弹簧（3）两端分别抵住刷盒（2）顶壁和接地电刷（1），刷盒（2）顶壁通过螺栓安装有位移传感器（4），接地电刷（1）通过螺栓安装有振动传感器（5），所述位移传感器（4）用于监测接地电刷（1）与刷盒（2）顶壁之间的距离，所述振动传感器（5）用于监测接地电刷（1）的振动信号，所述位移传感器（4）和振动传感器（5）电连接有处理器，所述处理器通过无线通信模块与车载服务器相连接，所述车载服务器通过有线传输方式与司机室显示屏相连接，所述车载服务器和司机室显示屏还连接有用于提供电源的电源模块。2.根据权利要求1所述的一种电力机车接地电刷监测系统，其特征在于：所述电源模块包括整流器、逆变器、蓄电池，当供电正常时，整流器和逆变器同时工作，给车载服务器和司机室显示屏供电的同时给蓄电池充电；当供电异常时，整流器停止工作，转由蓄电池经逆变...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖乾，黄敏，高雪山，许期英，李卓航，申悦，林子楠，马晓毅，付至晨，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：新型
国别省市：