现在我国的铁路运输业发展迅速，很多人出行都会选择乘坐火车。高铁速度如此快，到底是怎样供电驱动的？一起来看看吧！
•高铁的动力来源是什么制式？
•如何获取电能作为动力？
•弓网系统的补充！
本文由“高铁供电e站 ”提供技术支持
各国高铁基本采用交流电作为高铁列车的牵引网络的电流制式。
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从电路角度来看，高铁采取AT（自耦变压器）供电方式。
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。如图所示：
▲电力系统与牵引供电系统
一句话简述就是：
牵引变电所给架空接触线提供电能，高速列车将架空接触线的电能取回车内，驱动变频电机使列车运转。
下面分三点详细解释这三个分句。
2.1牵引变电所
牵引变电所为架空接触网提供电能。典型的架空接触网如下图所示。
▲典型的架空接触网
接触网的末端是牵引变电站，平均数十千米/座。每个变电站伸出两个供电支，提供不同相的交流电，这就是“供电单元”。
据此可认为，铁路供电是按照“供电单元”来进行划分的。
▲供电段运行模式
列车经过两个变电站的“供电单元”时，先后通过A1-B1-A2-B2四个供电臂。为保证供电安全，各供电臂之间并非直接连结，而是存在确保电气绝缘（隔离）的结构或设计，因此各供电支之间不会短路。
列车从一相运行到另一相这个过程，叫做列车的过分相。电分相是线路上极短的一个区域，列车运行过程中，过分相瞬时完成。
因此，牵引变电所给架空接触网供能的过程可以简述为：
牵引变电所给各供电臂提供电能，列车接受供电臂的电能以维持运动，不断完成过分相-受流的循环（供电段）的同时向前运行。
2.2接触网及弓网系统
受电弓与接触网合称受电弓-接触网系统，简称弓网系统。上文多次提到的接触网，是弓网系统的一部分。
弓网系统是牵引供电系统中的固定/移动设备结合点。换个通俗的说法，列车运行过程中，牵引系统从变电站一直到接触网都是静止的，而从受电弓部分开始，整个高速列车，都是运动的。
▲弓网系统在高速列车牵引供电系统中的位置
▲弓网系统近照
可以看到弓网系统的大致结构。列车车顶伸上去的折叠装置，就是受电弓；与受电弓直接接触的那条线，就是接触线，接触线是接触网的一部分。高速列车通过受电弓将架空接触线上的电能取回车内。
2.3列车驱动与变频电机
PWM变频电机通过弓网系统获取电能，以此驱动列车运转。
接触网上的高压交流电，通过变压器降压和四象限整流器转换成直流电，在经过逆变器降至六点转换成可调压调频的交流电，输入三相异步/同步牵引电动机，通过传动系统带动车轮运行。
▲高铁轮轨系统外观
▲高铁变频电机及其传动系统示意图
▲高铁转向架外观实物图
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3.1弓网系统结构简介
▲弓网系统结构简图
简单介绍一下弓网系统的结构。
火车通过车体顶部升起的受电弓与“轨道上面的电线”，即接触网相连，那根电线通常叫做接触线。关于大家问的接触部分是否为金属，即接触部分的材质问题，应该分开看：
1）“电线”，即接触线（contact wire），是金属材质的，目前最常见的是铜合金的，铝材质的已经很少见；
2）受电弓是列车从接触线获得电能的机构。受电弓本身是金属的，但受电弓（pantograph）与接触线直接接触的部分并不是金属，而是由受电弓顶部的受流滑板（collector strips）完成。
这个过程可以假想成一根裸导线与另一根裸导线接触，但是金属与金属之间的摩擦切削会极大地加剧磨损，加润滑剂也无法改善两种金属高速摩擦磨损的性能，因此，其中一根裸导线是一根长条形的碳板以改善两者之间的接触性能，这个碳板就是受电弓滑板。
3.2弓网材质选择
接触网的接触线：
1）接触网是一个复杂的机构，接触线不可能凭空出现在半空，而是在接触网下半部分，作为接触网的一小部分，而接触网本身是一个复杂的力学系统。
2）同时，一条接触线往往很长，检验上千米长的接触线上具体哪一小段受损，是非常困难、而且吃力不讨好的事情。
3）如果接触线上只有很小的一段磨损极为严重，更换的时候，若将整线拆除，花费甚钜。
受电弓滑板：
1）高铁受电弓长度一般不超过2000mm，受电弓滑板的导电部分在1000mm左右，出现任何故障，排查都十分简单、方便。
2）如果滑板损伤严重，直接更换即可。
3）受电弓滑板随车运动，而不像接触线随铁路翻山越岭，考虑到深山老林中接触网维修环境，也毋须赘述。
3.3其他补充：
受电弓/接触网（以下简称弓网）关系是高速电气化铁路安全运行的三大核心关系之一，弓网系统良好的服役性能是保障高速列车可靠、安全运行的基本条件。
弓网系统是一个集机械、电气、材料等多种因素于一体的复杂耦合系统。普速电气化铁路运营速度低，机械冲击、摩擦磨损、牵引电流相对较小，多因素耦合作用下的损伤较小。
（来源ID：jiechuwang520）