автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Контроль и диагностика тиристорных прерывателей тока тяговых двигателей электроподвижного состава

¡17, -?■ 3 2

¿МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ СССР

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ШЕНЕРОВ ШЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Ш.Ф.Э.ДЗЕРлШСКОГО

На правах рукописи ЛИПАТОВ НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ

КОНТРОЛЬ И ДИАГНОСТИКА ТИРЖТОРКЫХ ПРЕРЫВАТЕЛЕЙ ТОКА ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ алвдроподвдаюго СОСТАВА

Специальность 05.09.0? Электротехнические комплексы и системы (включая их угдавление и регулирование)

Авторефе рат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1992

Работа выполнена в Московском ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институте инженеров железнодорожного ''" транспорта км. Ф.Э. Дзержинского.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Геннадий Георгиевич Рябцев. Официальные оппоненты- доктор технических наук, профессор

Валдис Янович Уэарс; кандидат технических наук Анатолий Тимофеевич Осяев.• Ведущая организация - производственное объединение

'Метровагонмаш", г. Мытищи Защита диссертации состоится 1992г.

в . /.?. час. на заседании специализированного совета Д 114.05.07 при Московском институте инженеров железнодорожного транспорта им. Ф.Э. Дзержинского по адресу: 101475 ГСП, Москва А - 55, ул. Образцова, 15, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться.в библиотеке института. Автореферат разослан' 1992г.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью, проспи направлять по адресу совета института.

Ученый секретарь специализированного совета доктор технических наук, профессор ___ А.П.Матвеевичев

6?СГЕЕКШ

ГДЬ/!

:ертаций

- 3

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

" Актуальность работы. Тиристорно-импульсное регулирование т тоеьос электроприводов является существенным фактором повышения эффективности электрического транспорта. Вопросам исследования и разработок импульсных систем регулирования тяговым электроприводом посвящено значительное число теоретических и практических, разработок. Ведущими в этой области являются коллективы учёных ЮЛ, (ШГа, ЛЛИлТа, ВШИа, Рижского филиала ВНИЛвагоностроения и другие. Ими созданы электропоезда ЭР-2 и 1« модификации, ЭР 12, трамвайные вагоны РВЗ-7, троллейбус ЗИЧ-9 и вагоны метрополитена серии 81-714481-719 с импульсным регулированием скорости. Объем действующего электроподвикного состава с импульсным регулированием составляет более 7 тысяч единиц, из них около 70 процентов приходится на вагоны метрополитена. 1 '

Электрооборудование подвижного состава с импульсным регулированием является сложной технической системой, в которой, как показывает практика, наиболее уязвимыми узлами являются силовые' тиристорно-импульсные прерыватели тока, отказы которых приводят к тяжелым повреждениям тяговых двигателей и другого электрооборудования подвижного состава. Данное обстоятельство требует обеспечения высокой надежности прерывателей тока. В резении этой задачи значительное место занимает организация их контроля и технической диагностики.

Исследование и разработка методов и средств контроля и технической диагностики прерывателей тока тяговых двигателей начаты вместе с соз'чннем систем импульсного регулирования. В известных работах изложены методы контроля работоспособности

и правильности функционирования прерывателей тока, принципы организации контроля прерывателей тока в условиях эксплуатации, методы контроля состояния элементов контура коммутации прерывателей тока и техническая диагностика тиристоров. Указанные работы пылись основой для создания разнообразных методов и средств для обслуживания прерывателей тока на электроподвижном составе железных дорог и городского транспорта. Эти методы и средства являются важной составной частью системы жизнеобеспечения прерывателей тока, но, вместе с тем, они не позволяют осуществить оперативный контроль состояния прерывателей тока (что необходимо для быстродействующей защиты электрооборудования электроподвихного состава при отказах) , прогнозирова..ле их работоспособного состояния и оценку влияния системы контроля и технической диагностики на качество функционирования электроподвижного состава.

Отсутствие решений по донным вопросам снижет положительный эффект от применения систем импульсного регулирования на электроподвижном составе, и это послужило основанием для выполнения настоящей работы, в которой:

- разработаны методы и средства оперативного контроля типичных структур тиристорных прерывателей тока, обеспечивающие организации быстродействующей защиты электрооборудования электроподвижного состава;

-■разработаны методы прогнозирования состояния элементов контура коммутации прерывателя тока и метрологическое обеспечение этих методов;

- предложена методика оценки эффективности системы контроля электроподвижного состава с импульсным регулированием.

Задача исследования и разработки системы быстродействую-.

щей защиты электрооборудования подвижного состава с импульс-ньы регулированием включает решение таких вопросов, как выявление признаков, позволяющих осуществить мгновенную оценку с гтойния прерывателей тока при их отказах, выбор контролируемых параметров и практическая реализация устройств для контроля этих параметров. Реаелиэ указанных вопросов выполнено по результата!.» едализа электромагнитных процессов в силовых цепях элек-троподЕИлсного состава с импульсным регулированием.

Работоспособность прерывателей тока в значительной мере зависит от состояния элементов его контура коммутации. Различные 'типы прерывателей тока, используемые на электроподвижном составе, имеют емкостные контуры коммутации, и поэтому применительно :с ним решены вопросы прогнозирования работоспособности.

Влияние системы контроля и технической диагностики прерывателей тока на качество функционирования электроподвютого состава сказывается на времени, затрачиваемом на его обслуживание, и достоверности результатов контроля, определяющих работоспособное состояние оборудования электроподвитного состава. Для оценки степени такого влияния предложено использовать методы теории вероятности.

Цель работы. Исследование и разработка методов и средств оперативного контроля и прогнозирования состояния элементов тиристорных прерывателей тока тягое"Ых двигателей и разработка методики оценки эффективности систем контроля и диагностики электрооборудования электроподви'-адого состава с импульсным регулированием.

Методика исследования.'Исследование и разработка методов и средств оперативного контроля состояния тиристоров прерывателей тока выполнены на базе положений теории электричес-

ких цепей и теории импульсного регулирования. При исследовании и разработке методов прогнозирования состояния составных элементов контура коммутации прерывателей тока использованы принципы математического моделирования, планирования научных экспериментов и теории ошибок. Разработка методики оценки эффективности методов контроля выполнена с использованием положений теории массового обслуживания и динамического программирования.

Научная новизна диссертации заключается в:

- исследовании и разработке методов и средств оперативного контроля состояния тиристоров прерывателей тока тяговых двигателей;

- исследовании и разработке методов прогнозирования состояния составных элементов контура коммутации прерырателей тока •тяговых двигателей;

- разработке методики оценки эффективности систем контроля и технической диагностики электроЬборудования электроподвижного состава с импульсным регулированием.

• Практическая ценность работы:

- разработанные методы оперативного контроля прерывателей тока тяговых двигателей позволяют создавать эффективные средства защиты электрооборудования электроподвижного состава при отказах систем импульсного регулирования;

- разработанные методы прогнозирования состояния элементов прерывателей тока тяговых двигателей дают возможность поддерживать высокую работоспособность систем импульсного регулирования на электроподвижном составе;'

- разработанная методика оценки эффективности систем контроля и технической диагностики прерывателей тока тяговых двигателей позволяет организовать рациональное обслуживание элек-

трооборудозания электроподвижного состава с импульсным регулированием.

Реализация г промызленности.

На основании разработанных методов контроля создана (авторское свидетельство № 1364499) система оперативного контроля тиристорных прерывателей тока, внедренная в 1991 году на Мытищинском машиностроительном заводе (Арендное предприятие "Ыетровагонм.ал") в комплекс технических средств контроля и испытаний электрооборудования вагона метрополитена в условиях производства.

Внедрение разработанной системы обеспечивает при контроле и испытаниях электрооборудования вагона защиту его в аварийных режимах, ра^лиряет функциональные возможности и повидает эффективность процесса технической диагностики испытательного оборудования. Экономический эффект от внедрения разработанной системы составит 75 тыс.руб. при годовом выпуске в 200 вагонов.

Апробация работы. Результаты работы и отдельные ее положения докладывались на:

- научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов ¿ШТа, 1984, 1985, 1986;

- Всесоюзной научно-технической конференции "Автоматизированные системы испытаний объектов железнодорожного транспорта" Москва, ¿ШГ, 1968;

- заседаниях кафедры "Измерительная техника" МГГа, 1988, 1989, 1990, 1991;

- заседании кафедры "Электоическая тяга" ММГа, 1991.

Публикации. По одержали» диссертации опубликовано 5 работ и получено I авторское свидетельство на изобретения.

-О -

Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литература из 99 наименований; содержит 175 страниц, 24 таблицы, 54 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Введение содержит обоснование задачи, pssaeuoR а диссертации, и основных направлений ее ресвшш.

Первая глава посвящается оналиэу бидэЬ. причин л псслздствлй отказов тиристоров прерывателей тока тяговых двигателей.

Анализ видов и причин отказов тиристорных прерывателей тока,, используемых на действующем элентроподвижном составе с иьшульсныа регулированием, выполнен по данным наблюдений центральной лаборатории надежности ШС; по данным испытаний опытных в гонов метрополитена с импульсным регулированием серии 81-718481-719.

Статистический анализ отказов тиристорных прерывателей тока показал, что отказы основного тиристора составляют СО%, вспомогательного - 20$, состагьих элементов - 15л у, прочие причины - 5%, Протем, обследование партии отказаваих тиристоров типа Т-630, дэ-монтированных; с опытных вагонов метрополитена, показало, что основной причиной отказов тиристоров являются их сквозные пробои, обусловленные -в большинстве случаев превышением скорости нарас--талия тока управления di/ dt (рис. 1,а ). Для подтверждения полученных закономерностей были использованы результаты отказов тиристоров на электровозах ВЛ80Р, эксплуатируемых в депо Боготол и Смоляниново (рис. 1,6 ).

"S

80

60

П

20

Распределение причин отказов тиристоров типа Т-630 (а) и Т2-320 (б)

б> I %

di/dt

• da/dt ПРОЧИВ

80 60 W 20

di/dt ПРОЧИВ

du/dt

■

U1

Рис.1

Для оценки реакции системы импульсного регулирования тяговых двигателей на сквозные пробои тиристоров прерывателей тока проведен анализ электромагнитных процессов з силовой цепи.

Исследования показали, что при сквозных пробоях тиристоров прерывателей тока в его коалирующем контуре наблюдается колебательный процесс перезаряда коммутирующего конденсатора с различной степенью затухания в зависимости от вида отказа (рис.2). Следовательно, регистрация этого процесса в течение 3-4 периодов переключения тиристоров прерывателя тока позволит установить вид отказа.

Зависимость изменения отноиетш амплитуд колебаний от периодов регулирования Тр

ч

0.9 08 0} 0.6 0.5

ОМ О.7) 0,2 0.1 О

V

\ \

\

>

1

1 1

Рис.2

Г.РОБОИ

й ет

(¡робей от ртзоо/зоо

5 6 7 8 9 /0"ТР

Электромагнитные процессы, в силовой цепи тягового двигателя. при сквозном пробое основного тиристора имеют апериодичес- . кий характер. При этом наблюдается значительное возрастание то-' ка в силовой цепи тяговых двигателей (рис.3).

Анализ изменения тока нагрузки в систвме регулирования напряжения РТ 400/1000 (см.рис.3) показал, что из-за низкого быстродействия существующих средств защиты на действующем электроподвижном составе метрополитена имеет место продолжительная нагрузка по току, которая может привести к вторичным отказам электрооборудования.

Следовательно,сквозные пробои основных тиристоров по характеру последствий являются наиболее опасными, и предъявляют высокие требования к быстр действию защиты электрооборудования от токовых перегрузок.

кЛ

(5

(О

0,5

Зависимость изменения тока силивой цепи при сквозном пробое основного тиристора

• «ПТс'оУраг вКАЮЧЕНИЕМ ныи* ТИРИСТОРА \/2

■ртш/юоо

2 3

Рис.3

5*ТР

С целью предотвращения вторичных отказов в электрооборудовании электроподвижного состава при отказах тиристорных прерывателей тока необходимо разработать методы и средства оперативного контроля состояния тиристоров базовых структур прерывателей тока тяговых двигателей, обеспечивающих создание быстродействующих устройств защиты.

t

Вторая глава посвящена исследованию и разработке методов и средств оперативного контроля тиристорных прерывателей тока тяговых двигателей электроподвижного состава.

Известные методы и средства контроля работоспособности прерывателей тока имеют общий недостаток, который заключается в неьозможности их использования для быстрого разбора силовой цепи при отказе элементов прерывателей тока, так как эти устройства основаны на принципе интегрирования индикаторный прибором контролируемых сигналов.

В диссертации предложен оперативный метод контроля состояния тиристоров прерывателей тока, который производится в процессе, их работы и реализуется на. методе совпадения по времени импульсов управления и их откликов-сигналов, формируемых на элементах контура коммутации. Различие откликов-сигналов в су эствующих базовых структурах прерывателей тока с емкостной коммутацией требует разработки специальных устройств слежения.

Оперативный контроль^двухоперационных пре рывателей тока реализуется путем контроля очередности следования импульсов управления тиристорами прерывателя тока и импульсов тока перезаряда коммутирующего конденсатора, которые формируются в моменты смены полярности напряжения на коммутирующем конденсаторе. Отказы тиристоров приводят, к мгновенному нарушению их очередности следования, что позволяет фиксировать отказ в течение 1-2 периодов переключения тиристоров.

Оператийный контроль прерывателей тока с "обратным" включением вспомогательного тиристора реализуется путем фиксирования • мгновенных значений тока и напряжений тиристоров. При этом контроль отказа основного тиристора построен на принципе совпадения импульсов напряжения, формируемых на этом тиристоре в момент

перехода его из открытого состояния в закрытое в интервале времени, определяемым моментами подачи управляющих импульсов на вспомогательный и основной тиристоры. Контроль отказа вспомогательного тиристора построен по принципу совпадения очередности следования импульсов управлен-т тиристорами, формируемых блоком управления и импульсоз тока перезаряда, формируемых на коммутирующем конденсаторе при переключении тиристоров.

Оперативный контроль тиристорных прерывателей тока, выполненных по мостовой схеме реализуется по принципу фиксирования (сравнения) мгновенных значений тока и напряжений на элемента прерывателя тока.

Контроль отказов основных тиристоров мостового прерывателя тока построен по принципу контроля очередности следовали: импульсов упр^зления, подаваемых на-основные и вспомогательные

»

(попарно) тиристоры, и импульсоз тока перезаряди коммутирующего конденсатора, формируемых при переключении указанных '''иристо-ров.

Контроль отказов вспомогательных тиристоров строится по • принципу оценки полярности к уровня напряжения на коммутирующем конденсаторе в моменты одновременного включения различных пар вспомогательных тиристоров.

На основании предложенных методов контроля разработаны устройства оперативного контроля прерывателей тока регуляторов РТ300/300, РГ400/1000 вагонов метрополитена и прерывателе '. тока, применяемых в регуляторах напряжения системы функционального контроля силовых цепей вагонов метропс штена, предназначенной для испытаний электрооборудования в условиях производства.

В третьей главе исследованы и разработаны методы- ггпгкози-рования состояния элементов контура коммутации, стабильность параметров которых в определяющей мере характеризует работоспособность и качество функционирования прерывателей тока с емкостной коммутацией.

В диссертации предложен беэдемонтажный косвенный метод контроля параме^оов составных злементов (емкости.Ск, индуктивности Lк и активного сопротивления Ек) контура коммутации по параметрам- электрических сигналов, формируемых d контуре при импульсной работе преррывателя тока { отно >ние Q= Vco/Vci напряжений обратной и прямой полярности, амплитуде тока Icmax и длительности ti перезаря а коммутирующего конденсатора). / следования показали, что эти контролируемые параметры имеют различный характер зависимости от нежелательных изменений параметров составных элементов контура коммутации ( табл. I ), достаточно высокую чувствительность и могут быть использованы для идентификации отказов составных элементов контура коммутации ( табл. 2 ).

Предложенный метод реализуется ла базе математических моделей, которые устанавлиьа'от обратные взаимосвязи параметров составных элементов контура коммутации и параметров контролируемых сигналов и выражается линейными уравнениями регрессии

Таблица I

Зависимость параметров корродируемых сигналов от изменения параметров контура коммутации

Изменения параметра . контура коммутации Характер изменения параметра контролируемого сигнала

и а . Ггтах

Уменьшение Ск 1 1 }

Уменьшение Ьк I \

Увеличение Кк } 1 . 1

Таблица 2

Диагностическая таблица элементов контура коммутации

' Внешний признак • Причина ''змененио параметра

г< . - 1 1стах — [ о - 1 короткое замыкание витков индуктивного дросселя Ьк

1< - нон. Тстзк '2c.rrt.noн <9 - } Ослабло крепление токоведуцих шин. К" 1 ■ 1

14 ~ 1 Те пах ~ ) (3 = .13нон. Обрыв части секцяи коммутирующего конденсатора Ск |

- 1 1стах — 1 (9 - 1 Старение конденсатора Ск ■ |

На базе полученных математических моделей строите», алгоритм контроля состояния элементов контура коммутации прерывате. л тока, который содержит М этапов:

На первом этапе с помощью стандартных измерительных приборов • измеряются контролируемые параметры ti . Itmax , Q .

На втором этапе, исг льэуя зависимость ( I ), полученные в результате : гперимента для прерывателя тока конкретной системы импульсного регулирования, производят расчет абсолютных значений параметров R , Ьк, Ск элементов контура коммутации с применением средств малой вычислительной техник...

На третьем этапе производится качественная оценка состояния элементов контура кок-чутации. Для этого в сравнивающем устройстве производится допусковая оценка параметров Як, Ьк, Ск элементов контура коммутации, в случае неисправности определяется неисправный элемент и устанавливаются причины неисправности I табл. 2 ).

Предложенная методика контроля состояния элементов контура коммутации иллюстрируется в диссертоцн-нноЯ работе нг. примере контроля контура коммутаци" прерывателя то'ка регулятора РГ300/300 вагонов метрополитена.

Апробация обрр^ных математических моделей, позволяющих производить контроль технического состояния элементов контура коммутации в зависимости от их наработки по всему рабочему полю параметров ti, Icma*, Q осуществлялась по' результатам стендовых испытаний регулятора PT300/30Q тока возбуждения тяговых двигателей. Диапазоны изменения влияющих величин Rk, Lk, Ск выбраны на основе анализа принципа работы прерывателя тока регулятора РТ 300/300 и нормативной документации на силовые полупроводниковые приборы.

Апроксшацкя производилась на микро-ЗЗМ "Искра-226" с использованием метода наименьших квадратов. Полученные уравнения измекзнил параметров элементов Рк, Lk, Сх контура коммутации от контролируемых параметров U, 1ста* , Q даеет вид:

I модель .( с учетом Q ^:

Ек-= 0,4507 + 0,00.4 U - 0,0005 1ста* - ОД Q Lit = 0,29 + 0,0506 ¿у - 0,016 Icmay + 18,008 Q Ск - 9,774 + 0,4779 Li ~ 0,1236 1ста* - 13,36? Q

II модель ( без учета Q ):

Вп =» 0,543 - 0,0004 .¿у - 0,0005 Ic mav Lit = 14,04 + 0,054- t< - 0,018 I ст« . Ск =-92,031 -г 0,529 ti +0,137 Г С та*

• Ни бпзо получешгж: математических моде пей построен ал го- ' ритм контроля состояния элементен itviiTypa кон«лут?ции прерывателя тока регулятора РТ 3C0/300 ( рис.4 ).

РпзработшгшЯ метид контроля состояния элементов кобура коггмутащш прерывателя тока ориентирован на тспольмыинм в процессе контроля стандартных' з;з>.:ер;!тель"чх приборов и орэдетг голой вычислительной техники, что облегчает задачу формирования системы технической диагностики прерывателей тока тяговых двигателе:'} и сократит затраты времени ;; труда на гшзолнечие измерительных операций. Зто позволяет организовать,в процесса эксплуатации систематически'! контроль за состоянием составзгых элементов контура коммутации прерывателей тока, на основании которого решить задачи прогнозирования их работоспрсобности и поддерживать высокое качество функционирования импульсных сис- . тем управления элзктроподзижного состааа..

- Ш -

Схема (а) и алгоритм (б) контроля параметров контура коммутации прерывателя тока регулятора РТ 300/300

^ Конец ^

Рис.4

В четвертой г-аве предложена методика оценки влияния систем контроля и технического диагностирования импульсных систем регул/ рования тяговых двигателей на эффективность электроподвижного состава.

В диссертиционной работе на примере вагонов метрополитена г импульсным регулирован., т тяговых двигателей предложено оценку такого влияния проводить по коэффициенту технического использования вагона в суточном цикле, определяемого как отношение матепа-тического ожидания времени его работоспособного состояния Тр к сумме математических ожиданий времени пребывания пагона в рабочем состоянии Тр, времени подготовки Тп, времени ожидания ремонта Тож.рем. и времени ремонта Трем.

Кт.и. = Тр_

Тр + Тп + Тож.рем. + Трем.

Эффективность систем контроля и технической диагностики системы импульсного регулирования оценивается степень» ее влияния на сокращение времени простоя вагона на обслуживании в течение суточного цикла использования. При оценке такого влияния рассмотрены два варианта организации диагностирования систем импульсного регулирования без учета и с учетом их структуры.

Особенность» организации диагностирэвання без учета структуры оистем импульсного регулирования- заключается в том, что все ее структурные единицы одновременно вводятся 1г выводятся из процесса диагностирования, а в качестве времени диагностирования, рассматривается суммарное время контроля всех структурных единиц.

Особенность организации диагностирования с учетом структуры систем импульсного-регулирования заключается в том', что каждая ее структурная единица имеет свои локальные средства диагностирования и режимы их использования.

Аналитическое выражение для коэффициента технического использования вагона находилось с использованием аппарата карко'-.ких процессов путей составления графа режимов - состояний и решения системы уравнений Р-Н «* 0 при условии £ Р; = I. где Р к Н, сэот-вотственно, вектор вероятностей и матрица коэффициентов.

Полученные выражения коэффициентов технического использования ппи орго"изации систем диагностирования систем импульсного регулирования без учета и с учотоы их структуры определяют взаимосвязь всех основных параметров, характеризующих свойства объекта (безотказность и ремонтопригодность) и средств диагностирования (время контроля, ошибки I (сО и П рода).

Исследования, приведенные в диссертационной работ:, показали, что эксплуатационная надежность электроподвижного состава с импульсным регулированием зависит от организации взаимодействия средств диагностирования импульсных систем регулирования. В связи с этим в диссертационной работе ставится задача оптимизации систем контроля и технического диагностирования в следующем виде:

тах [ Кги ( ¿//б)]

при выполнении условия

Р (¿, /в ) * Со

где Р (сС./Ь) - зависимость стоимости системы диагностирования от значений оС и ¡Ь ; • Со - некоторое граничное значение Р ( с1, р), определяемое объемом средств, отпускаемых на совершенствование системы контроля.

В качестве функции Р (<Л/3) ис! льзуется зависимость вида:

Р (¿.Я) = ¿Со

. а ¡ь л-з

Эта эависимос;:> выбрана из сле-'ющих соображений: повышение достоверности контроля предотвращает ущерб, связанный как с эксплуатацией'неисправной техники, так и с ошибочным забракова-пием исправных объектов, но с повышением достоверности контроля возрастает стоимость систем диагностирования.

При широком диапазоне изменений значения С0 была решена задача максимизации коэффициента технического использования га-гона метрополитена за суточный цикл для рассматриваемых алгоритмов диагностирования импульсных систем регулирования (табл.3).

Таблица 3

Результаты оптнмиэеции коэффициента те- мического использования при организации ••иагностироьания систем'юшульсного регулирования без учета! (I) и с учетом (П) их структуры

п Л А * Кт.и (%)

I П I п ■ I П

ю 0,43 0,371 0.435 ' 0,41 11,2 9,3

о 10'- 0,31 0,1 ' 0,311 0,12 7,3 5

• • м3 0,165 0,057 0,271 0,093 5,1 3,17

ю4 ^,097 0,018 0,16 0,058 2,9 1,93

ю5 0,047 . 0,007 0,07 0,032 2,5 1,81

юб 0,018 0,003 0,031 0,018 2,4 1,63

нет о граничений 0 0 0 0 0 0

А1:ализ результатов расчета (см.табл.3) показывает, что при одинаковых стоимостных затратах на совершенствование системы технической диагностик!; при организации диагностирования импульсных систем регулирования с учетом их струстури приращения коэф-

фициеита технического использования вагона больше, чеы ри организации диагностирования без учета структуры объекта.

Следовательно, система контроля и диагностирования импульсных систем регулирования тяговых двигателей, организочанная с учетом их структуры, является более рациональной и обеспеч лает возможность более эффективной организации работы парка вагонов метрополитен •.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам работы сделаны следующие выводы.

1. Статистическ! 1 анализ видов и причин отказов Т1. историях прерывателей тока тяговых двигат.елей показал, что основной причиной отказов прерывателей тока являются пробои их тиристоров, имеющих характер короткого замыкания (бОчбОЯ от всех.видов отказов), которые происходя* по причине превышения скорости нарастания тока управления тиристорами (60-70$ от всех причин отказов).

2. Выполненный анализ электромагнитных процессов в силовой цепи тяговых двигателей показал, что система оперативного контроля состояния тиристоров прерывателей тока может Сыть построена по принципу контроля мгновенных значений токов и напряжений в составных элементах прерывателя тока.

3. Разработанные методы и средства оперативного контроля состояния тиристоров существующих базовых структур прерывателей

р

тока с емкостной коммутацией позволяют фиксировать отказы тлрис-торов в течение 1-2 периодов их переключения, что дает возможность реализовать быстродействующую защиту электрооборудования подвил;ю [-о состава при отказах прерывателей тока и повысить, эф-

фективность системы ремонта электрод^движного состава с импульсным регулированием,

4. Разработанные методы косвенных измерений и регрессионные модели изменения параметров составных элементов контура коммутации тиристорного прерывателя тока обеспечивают текущий коi роль

и прогнозирование его работоспособного состояния с учетом влияния всех взаимодействующих элементов.

5. Разработанная методика оценки эффективности средств ' нт-роля и технического диагностирования прерывателей тока тяговых двигателей.по коэффициенту технического использования вагона в суточном цикле учитывает взаимосвязь надежности объекта и ка jct-венных показателей системы контроля что обеспб-.ивает создание рациональной системы эксплуатации и технического обслуживания электроподвг'ного Состава с импульсным регулированием.

6i Разработанная система оперативного контрачя тиристорных прерывателей тока внедрена на Мытищинском машиностроительном заводе объединения "Метровагонмаш" в комплекс технических средств • контроля и испытаний электрооборудования вагона метрополитена_ з условиях производства. При годовом выпуск-* в 200 вагонов экономический эффект от внедрения составит 75' тыс.руб.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЯ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Рябцев Г.Г., Липатов H.H. Контроль импульсных систем управления вагонов метрополитена // Межвуз.сб.научи.тр./-М:ВЗИИТ. -1987.Вып.138.-С.37-43;

2. Липатов H.H., Касаткин В.П., Бойцов С.С. Алгоритм контроля работоспособности и поиска неисправностей блока управления по его выходным параметрам //Межвуз.сб.научн.тр//ШГ}-1988.-Вып.792.-С.38-42;

с Рябцев Г.Г., Липатов H.H. Оперативный контроль тирис-

торных прерывателей тока тяговые двигателей //Кежьуз.'еЬ.научн.тр/

-М.:ВЗ№ГГ.-1991.-Вып. 1ЬЗ._с. 21-25;

4. Липатов H.H. Оценка эффективности системы технического диагностирования //Межвуз,сб.научн.тр/'ШГ.-1991тВып.847.-С.4-8;

5. Липатов H.H., Бойцов С.С., Касаткин В.П. Контроль мостовых прерывателей тока т говых электродвигателей //Межвуз.сб. научн.тр/Ж . -1991. -Вып.847.-С.42-47;

6. A.c. 1364499 СССР, МКИ В 60L3/04. Устройство для контроля импульс ых регуляторов тока тяговых двигателей транспортного средства / Г.Г.Рябцев, А.И.Хоме„ко, Н.Н.Липатов; ШИТ (СССР). -№40213321/27-11; Заявл.12.02.8б//-0ткрытия.изобргт. -1968.-»I.

-С.51.

ЛИПАТОВ НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ

КОНТРОЛЬ И ДИАГНОСТИК \ ТИРИСТОРНЬК ПРЕРЫВАТЕЛЕЙ ТОКА ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКГРОПОДВИлОЮГО СОСТАВА 05.09.03 - Электрические комплекс.* и системы (включая их управление и регулирование)

Сдано в набор ¿1.01.92. Подписано к печати 2t.Oi.92 Формат бумаги 60x84 1/16 Заказ

Объем 1,5 печ.л. Тираж 100 экз.

Типография'МИЙГ, Москва, I0I475, ГСП, ул.Образцова, 15