基于EMD能量熵的受电弓滑板振动特性分析与诊断.pdfVIP

第44卷第4期铁道机车车辆Vol.44No.4

2024年8月RAILWAYLOCOMOTIVECARAug.2024

文章编号：1008-7842（2024）04-0106-07

引用格式：田亮,尹彦宏,刘寅秋,等.基于EMD能量熵的受电弓滑板振动特性分析与诊断[J].铁道机车

车辆,2024,44(4):106-112.

基于EMD能量熵的受电弓滑板振动特性分析与诊断

田亮1，尹彦宏2，刘寅秋1，王志良1

（1中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所，北京100081；

2北京纵横机电科技有限公司，北京100094）

摘要结合检测数据,对高速运行下受电弓滑板振动特性进行研究，提出了基于经验模态分解（EMD）

的滑板异常振动诊断方法。首先，开展国内外弓网振动评价体系研究。其次，通过分析线路试验数据，

得出高速运行时DSA380型受电弓滑板垂向加速度能量主要集中在278、550Hz附近，且振动主频为

278Hz。通过ANSYS计算滑板垂向第3、5阶模态频率为279.65、531.47Hz，与线路试验结果相近。该结

果反映我国弓网振动评价体系主要表征受电弓碳滑板的弹性振动，且DSA380型受电弓滑板高速运行时

振动响应主频为滑板3阶模态频率。最后，应用经验模态分解对振动数据进行自适应分解得到若干本征

模态函数（IMF）。当滑板异常振动时，能量集中分布于滑板3阶模态频率处，能量熵较正常状态大幅减

小，因而可采用能量熵作为评价指数，评判滑板工作状态。

关键词滑板振动特性；弹性形变；模态分析；经验模态分解（EMD）；能量熵

中图分类号：U264.3+4文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1008-7842.2024.04.15

良好的弓网配合是保障高速动车组平稳受中占有较大比重。

流、安全运行的重要前提。在实际运用中，弓网异上述研究从空气动力、摩擦等角度介绍了相

常振动会导致滑板受损、离线燃弧以及动态接触关因素对弓网低、中频振动的影响。而试验数据

力突变等受流性能恶化状况。目前，弓网振动的表明：高速运行时受电弓滑板的高频振动占主要

测试手段主要依靠测量受电弓滑板的振动加成分。因此，开展滑板振动特性分析对优化弓网

速度。受流质量有着重要意义。文中将滑板计算模态分

文献［1］通过受电弓风洞试验与多体模型对析与线路振动试验结果相结合，分析动车组在高

比分析描述了气动力对受电弓—接触网系统的作速运行时弓网振动特性。同时，研究振动恶化时

用，阐述了高速运行时风对弓网动态接触力的影信号能量分布在频域的变化趋势。最后，对信号

响。文献［2］提到由于双滑板受电弓前后滑板抬进行经验模态分解，计算其能量熵并以此为判据，

升、拖拽系数的差异，气动力引发的湍流会导致前