автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Совершенствование путевых устройств железнодорожной автоматики и телемеханики метрополитена

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ' ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Специальность: 05.22.09 — эксплуатация нелезкодорогкого транспорта /включая системы сигнализации, централизации и блокировки/

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук з форме научного доклада

РГб од

На правах рукописи АЕУСЕРИДЗЕ Зураб Васильевич УДК 656.25.259.250

- 5 ИЮН 1895

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПУТЕВЫХ УСТРОЙСТВ НЕЛЕЗНОДОРОЕНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ МЕТРОПОЛИТЕНА

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ' ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

На правах рукописи АБУСЕРИДЗЕ Зураб Васильевич УДК 656.25.259.250

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПУТЕВЫХ УСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ МЕТРОПОЛИТЕНА

Специальность: 05.22.08 - эксплуатация гелезнодорожного транспорта /включая системы сигнализации, централизации и блокировки/

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук в форме научного доклада

Работа выполнена во' Всероссийском заочном институте инженеров железнодорожного транспорта и научно-производственном объединении "Жедцоравтоматизация".

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

КРАВЦОВ 10. А. - кандидат технических наук, доцент КОНДРАТЕНКО Л.Ф.

Ведущее предприятие - государственный проектно-изыскательский

институт по проектированию сигнализации, централизации, связи и радио на железнодорожном транспорте

Зашита состоится 1995 р. в

часов на заседании специализированного Совета при Санкт-Петер-бургскок Государственном университете путей сообщения по адресу? 190031, г.Санкт-Петербург, Московский пр. ,9, атд.. .

Диссертация разослана " " .¿¿¿иЛ 1995 г.

Отзыв на диссертацию в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направить по адресу Совета университета.

Ученый секретарь специализированного Совета, к.т.н., доцент

В.Б.Культин

ВЗЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Железнодорожный транспорт, являющийся одним из основных видов транспортной системы, обладает высокой провозной и пропускной способностью, относительно низкой себестоимостью к регулярностью перевозок. Для обеспечения перевозок на железных дорогах постоянно ведется большая работа по совершенствованию технологических средств автоматического регулирования и обеспечения .безопасности движения поездов. Значительную роль в этом играют устройства автоматики и телемеханики - налезхная работа которых определяет качество технологического процесса перевозок грузов и пасса-киров. Это относится и к устройствам автоматики и телемеханики метрополитенов, от ритмичной работы которых во многом зависит слаженная работа транспортного конвейера городского хозяйства.

В настоящее время на метрополитенах страны растут размеры движения, увеличивается число вагонов поездов, внедряется более мощный подвижной состав, что ведет к увеличению токовых нагрузок на все элементы тягового электроснабжения, включая и элементы аппаратуры упоавления движением поездов, т.е. устройств СЦБ. Это в определенной степсни нарушает устойчивую работу одного из основных датчиков системы интервального регулирования - рельсовых цепей. Это проявляется из-за полмагничивания путевых л.россель-трачсформаторов при асимметрии тяговово тока, не обеспечивает выравнивание токовых нагрузок по обоим рельсовым нитям и сникает наксипальное значение токов в дроссель-трансформаторах, что, в свою очередь, не позволяет выполнить одно из важнейших требований - обеспечение контрольного режима оаботы рельсовых цепей.

Однако на метрополитенах страны имеют место нарушения нормальной работы аппаратуры СЦБ. Особое место занимают среди них рельсовые цепи вследствие повышенных тяговых токов на дроссель-трансформаторах и стрелочных переводах. Кроме того, в нормальных условиях значительное число отказов относится к дроссель-трансформаторам,, путе-

бым реле и др. Следовательно, повысить качество перевозочного процесса на метрополитенах можно путем совершенствования эксплуатируемых устройств СЦБ, расчета оптимальных параметров аппаратуры, обеспечивающих их устойчивую работу в эксплуатационных условиях.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

Целью реферируемой диссертационной работы является разработка и исследование способов и методов повышения работоспособности основных устройств и элементов железнодорожной автоматики и телемеханики, оптимизации их параметров, что обеспечит повышение устойчивости их функционирования, повышению качества перевозочного процесса на метрополитенах страны,

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

В работе использованы методы статистического моделирования, теория автоматического регулирования, теория надежности. Эти методы позволили определить оптимальные параметры рельсовых цепей, электродвигателей, дроссель-трансформаторов, реле, совершенствовать технологию обслуживания устройств и оценить работоспособность основных элементов железнодорожной автоматики и телемеханики.

ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ обоснована совпадением результатов теоретических исследований и разработанных технических средств с результатами работы исследуемых устройств в эксплуатационных условиях.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

Научная новизна работы состоит в разработке математической модели функционирования основных узлов и блоков систем автоматики к телемеханики, создании технических средств и предложении по использованию новых методов оценки работоспособности устройств СЦБ, включающих методы оптимального проектирования устройств, разработке математических моделей функционирования и расчета оптимальныхь па-

раметров аппаратуры, таких, как реле ДСШ-2, дроссель-трансформатора ДТМ-0,17, рельсовая цепь с реле ДСШ-12, электродвигатели МОТ, МСТ, стрелочные электропривода и др.При этом исследования позволили создать новую конструкцию ряда устройств, обладающих более рациональными параметрами по сравнению с ныне эксплуатируемыми. Совокупность этих исследований обеспечили повышение качества работы устройстг автоматического регулирования движением поездов.

Новизна работы состоит в том, что предложенные автором методы расчета параметров и способы совершенствования технологии обслуживания устройств СПБ метрополитена повышают эффективность технических средств обеспечения безопасности двикения поездов и ускорения перевозочного процесса.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ.

Результаты исследований позволили определить оптимальные парс^-метрн устройств и внедрить их в серийное производство. К таким устройствам автоматики и телепеханкки относятся ноЕые дроссель-трансформаторы для метрополитена типа ДТМ-0,17-1000М, новый макетный образвц электродвигателя постоянного тока МСП-0,3, новые схемы рельсовых цепей с фазочувствительным приемником типа ДСШ-12. При этом обеспечивается и совершенствование технологии обслуживания блочной маршрутно-релейной централизации /БМРЦ/, системы семипро-водной схемы управления стрелками с электроприводами переменного тока, устройства контроля прохода в тоннель /УКПГД

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ.

Предложенная в диссертации рельсовая цепь метрополитена с фазочувствительным приемником ДСШ-12 внедрена на Тбилисском метрополитене, модернизированный дроссель-трансформатор типа ДТМ-0,17-

-1000М внедрен на Московском метрополитене, опытная партия новых электродвигателей МСП-0,3 проходит эксплуатационные испытания на Саратовской дистанции сигнализации и связи Приволжской дороги.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Разработанные в диссертации новые технические средства железнодорожной автоматики и телемеханики, методики расчетов и результаты исследований докладывались на научно-технической конференции в ЦШ МПС, на конференции молодых ученых железнодорожного транспорта в МИИТе, на сетевом совещании начальников служб в г.Новосибирске /1991г./, на ученом совете института ВНШжелдоравтоматизация /1992г./.

ПУБЛИКАЦИЯ.

По теме диссертации опубликовано 20 работ.

ОБЪЕМ РАБОТУ.

Диссертация в форме научного доклада состоит из введения, научного доклада с выводами, заключения, списка литературы.

Работа содержит 48 страницы основного текста, 14 таблиц, 6 иллюстраций, список литературы, состоящий из 20 наименований, 1 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована важность и актуальность темы диссертации, а также сформулирована цель исследований, обеспечивающих повышение работоспособности устройств СЦБ метрополитена.

В работе представлены характеристики элементов системы интервального регулирования с централизованным размещением аппаратуры для метрополитена, созданы рельсовые цепи с повышенной работоспособностью на ассимметрии тягового тока, для чего использовалась теория электрических рельсовых цепей, численные методы математи-

ческого анализа, лабораторные установки, статистический метод обработки результатов эксперимента, дана методика вероятностного расчета рельсовых цепей метрополитена. В работе также представ-. лены материалы по совершенствованию конструкции электродвигателей приводов стрелочного перевода, обеспечивающей улучшение их энергетических и эксплуатационных показателей, приведено технико-экономическое обоснование электродвигателей новой конструкции.

Как известно, в устройствах СЦБ значительную роль играет путевое реле, обеспечивающее надежность и качество сигнальных показаний, определяющее скорость движения поездов. В условиях метрополитенов основным элементом интервального регулирования движением поездов является фазочувствительный приемник типа ДСШ-2. Разработаны методика и обоснование технических требований по надежности, а также проведены вероятностные расчеты и оптимизация соответствующих параметров реле ДСШ-2 и ДСШ-12.

В связи с ограничением некоторых параметров на воздействие асимметрии тягового тока реле ДСШ-2, в качестве путевого приемника выбрано фазочувствительное реле типа ДСШ-12 с более рациональными параметрами к асимметрии. Теоретические расчеты были подтверждены экспериментально при испытании этих реле в условиях асимметрии тягового тока, который достигал 824 А при тяговом токе до 2500 А. Результаты испытаний сведены в таблицу 1.

Таблица 1

1т 1ас Реле ДСШ-2

Реле - ДСШ-12

В град

кем

град

О О 61

10ОО 300 55

1500 500 43

2000 650 29

2500 824 222

77 1

87 1

82 0,916

92 0,723

100 0,481

112 0,343

87 0.у19

87 0,74

82 0,5

82 0,37

В работе исследовались вероятностные характеристики параметров элементов рельсовой цепи двухэлементного фазочувствительного приемника типа ДСШ-2 на частоте 50 Гц, применяемого на метрополитене. На основе экспериментального анализа фазочувствительного приемника ДСШ-2 с использованием метода математической статистики определены параметры новых реле и реле, прошедших предварительную регулировку /партий из = 45 и №2 = 45/, а также определены статистические закономерности изменения параметров реле после их эксплуатации и повторном включении в работу /партий из ^=45, №4=45/. При этом было проведено измерение таких параметров, как напряжение прямого подъема, полного подъема и отпадания; модули и аргументы сопротивления местной и путевой обмоток реле. В работе были рассчитаны числовые характеристики случайных величин, составлены ко-релляционные матрицы, проведена оценка закономерного изменения случайных величин по шести известным критериям и гипотезы о случайности расположений средних и расхождения дисперсий. Установлено, что параметры реле типа ДСШ-2 в момент изготовления, а также после проведения очередных профилактических работ и после периода эксплуатации перед очередной профилактикой распределены по нормальным законам.

Проверка гипотезы о нормальности распределений и случайности расхождений коэффициентов корелляции случайных величин 13 пп» "15 полн.п.,~\_$отп., ¿[м «[Е11! «1ми п выполнялись на основе

I--1 ' '' ■ "

соотношений [_4 J .

I А „ I 0,4 " \

_ 0.7979|< ^ , (О

где;

А =

тн < —^- < тв ) (г)

где; К = ХОШ -Хлй

Ш

3 ь/

Тн, Тв - критические значения нижней и верхней границы рассчитываемого соотношения.

ЬоРи Г 5\

где: о к и Ек - соответственно асимметрия и эксцесс, определяе-

мые по соотношениям: /

о ' Г™. 3>

где: - значение теоретической функции распределения

при

^уДр) - критической значение критерия при доверительной вероятности Р .

V - -Щ—ЯУ'.Р) , 00

где: -8 • •кЁ&яй» Ч'^СЙ-Х») ♦ ♦ »1/-»фГ|.'.в(-ЗСк)

~ критическое значение критерия при доверительной вероятности Р

а^ , а^. 1,..., - коэффициенты, приведенные в |_4,

14 где

Hi 3

- число разрядов;

- число отсчетов в каждом разряде;

- теоретическая вероятность попадания в разряд для гипотетического распределения;

- критическое значение критерия при числе степени свободы ^ и доверительности Р.

А -

УчЛ -УФ-

-<Й,г; (7)

где:

ЬЛ - з - 1

1^2 -

1 +

W'7

2 1

-¿а

1 - ^¿ХЧ^1

1 - ЧхЧ, (.2 ) '

На основе проведенного анализа экспериментальных данных о параметрах различных реле ДСШ-2 получена корелляционная матрица коэффициентов /таблица2/, позволившая определить, что обе партии фазочувствительных приемников принадлежат одной генеральной совокупности. Экспериментально установлено также значение величин парной корелляции кр 4~] .

Значения средних числовых характеристик случайных величин

0) пп,15 п°лн.,п. Д5 отп., реле ДСШ-2 на первом этапе для партии

\\J 1 и 2 и на втором этапе для партий ^ и J\/4 принедены в

таблице 3. Здесь же даны значения случайных величин, пропорцио-

\ I I

нальных вращающим моментам Мпп., Мполн.п., Моги., рассчитанные

на основе следующих соотношений [j4*] :

м =

N

Vcp

"7 ncpj

Jl

мер; о м =

¿V

ZL П°Р

-_3мср(е)

1

3

Таблица 2.

Параметры полн.п. "13 отп. |z»| Н>" | —f 1 ¿Н 4«

В В Ом град. Ом град.

U полн.п. - 2,82 -0,43 0,99 0,27 1,16

"V) отп. - -0,14 0,71 1.41 0,43

|Z ы| - - 0,54 -0,83 -0,4' .

^ м - - - 1,19 1.0

¡2 п| - - - - 0,61

а — — — — -

На основании проведенных измерений было установлено: ] пср| = 613 Ом, мер = 0,125 А - для реле, прошедших регулировку и

пср| = 635 Ом, мер = 0,13 А - для реле после эксплуатации перед очередной профилактикой. Таким образом, как показывают ре-

зультаты измерений, такие параметры реле, как

t м

с течением времени практически не меняются.

ВЫВОДЫ.

1. Определены законы распределения и числовые характеристики случайных величин"15 пл. ,45 полн.п., Tj отп,, пропорционалвных

\ l i вращающим моментам Мпп., Мполн.п., Мотп., который могут служить основой вероятностных расчетов рельсовых цепей метрополитена. При этом установлено, что такие параметры реле, как j~iLnj , J^ м| , Ц* п и ^ м о течением времени практически не меняются.

2. Установлено, что при высоких токах асимметрии напряжение на путевом элементе и фазовое соотношение более предпочтительно на реле ДСШ-12, чем на реле ДСШ-2, что видно из таблицы 1.

3. Установлено, что вибрационные нагрузки на секторе реле ДСШ-2 значительно выше," чем на реле ДСШ-12. Это обусловлено конст-

Таблица 3.

Числовые характеристики

После 15 пп 26,2 1.1

профи- "0 полн.п. 41,5 1,2

лактики 15 отп. 23,5 1,1

Мпп. 1СГ4 53,4 2,3

Мполн.п. 1СГ4 84,8 2,4

Мотп. 1СГ4 47,8 2,2

До '15 пл. 27,1 1.2

профи- полн.п. 43,4 1.7

лактики "ХЗ отс* 22,6 1,1

м'пп ТСГ4 57,2 2,4

М полн.п. 1СГ4 83,8 3,5

М1отп. 1СГ4 46,3 2,2

руктивной особенностью реле ДСШ-12.

4. Выявлено, что технология изготовления и регулировки контактной ной системы реле ДСШ-2 намного сложнее и дороже, чем реле

ДСШ-12. Как показали расчеты Ленинградского ЭТЗ МПС, трудоемкость изготовления реле ДСШ-2 составляет 4,615 нормо/час против 3,621 нормо/час реле ДСШ-12.

5. С целью унификации аппаратуры рельсовой цепи метрополитена

и повышения ее работоспособности даны принципиальные решения по применению в качестве путевого приемника двухэлементного секторного реле типа ДСШ-12, широко используемого в рельсовых цепях магистральных железных дорог.

Качество функционирования устройств СЦБ во многом оценивается работоспособностью дроссель-трансформаторов, выполняющих роль защитного устройства от влияния различного рода помех. Вот почему в работе проводится оптимизация параметров дроссель-трансформаторов типа ДТМ—0,17-1000, надежная работа которого в значительной мере зависит от влияния тока асимметрии.

Как известно, сопротивление основной обмотки дроссель-трансформатора с воздушным зазором о зависит от величины воздушного зазора , а также от постоянного тока подмагничивания X п. Исследованием было установлено, что важное значение для о имеет также состав материала магнитопровода.

В связи с ростом скоростей движения поездов и увеличением массы, а также с ростом пропускной способности и, как следствие, ростом тяговых токов возникла необходимость разработать дроссель-трансформатор метрополитена, обладающий большей стабильностью 121о( при воздействии токов подмагничивания.

С этой целью определены изменения основной характеристики существующих дроссель-трансформаторов - сопротивление холостого хода основной и дополнительной обмоток при лодмагничивании основной обмотки постоянным током до 600 А. Изменения этой характеристики определялись для 2-х конструкций дроссель-трансформаторов ДТМ-0,17--1000 с 10-ю и 14-ю витками основной обмотки. Измерения проводились по специально разработанной схеме. Установлено, что при высоких уровнях подмагничивания в плане снижения сопротивления обмотки конструкция дроссель-трансформатора с 10-ю витками основной обмотки предпочтительнее. Поэтому дальнейшее совершенствование дроссель-трансформатора проводилось на базе дросселя с 10-ю виками основной обмотки [вЗ•

Исследования проводилисв с учетом следующих параметров; 1. Зависимость j "7 о| • 2. Зависимость |Z°| от горя-

чекатаной изотропной стали марки 1511 и холоднокатаной изотропной

стали марки 2212, 3412, 34, 14; 3. Зависимость 1о| от конструктивных изменений основной обмотки /2-хсекционности основной обмотки; в каждой полуобмотке по 5 витков; витки основной обмотки уменьшены по длине и приближены к среднему стержню сердечника; перемычка, соединяющая секции основной обмотки, симметрична относительно среднего вывода/.

В результате проведенных исследований установлено;

1. Оптимальный диапазон воздушного зазора, при которим |7 и токе подмагничивания 400, 500, 550 и 600 А, удовлетворяющий требованиям ТУ, составляет Ъ = 3,38 + 3,7 мм.

2. При исследовании дроссель-трансформаторов с различными магнито-проводами установлено, что лучшими качествами обладает магнито-провод из холоднокатаной изотропной стали марки 3412.

3. Конструктивное решение двухсекционности основной обмотки обеспечило снижение электродинамических воздействий тягового тока.

С учетом вышеприведенных данных был проведен расчет магнитной системы нового дроссель-трансформатора ДГМ-0.17-1000М. Теоретические расчеты подтвердили практические решения и обоснования. Интенсивность отказов нового дроссель-траноформатора составляет 0,3'1СГ7единиц/час. При этом конструкция размещения основной обмотки дроссель-трансформатора обеспечивает устойчивую его работу при максимально возможной величине пускового тока, проходящего через каждую полуобмотку и составляет порядка 1500 А при асимметрии тягового тока до 600 А.

Проведены значительные исследования по разработке новой конструкции электродвигателя типа МОП, при этом впервые в практике внедрена система возбуждения электродвигателя от постоянных магнитов с новой технологией холодной запрессовки и соединения обмотки с коллектором без предварительного снятия издляции. Выбор параметров и рациональной формы магнитов нового двигателя типа МСП-0,3 произведен методами моделирования на ЭВМ и эксперимен-

тальных исследований макетных образцов.

Для определения рабочей:, точки магнита для нового электродвигателя МСП-0,3 разработан графоаналитический метод /Рис.1/.

. ! В, тл

- 0,4

0,3

t/ 'Fo \ 0,2 - 0,1

F , А

6000 5000 4000 ( >

Рис. 1

Рабочая точка магнита определяется точкой кривой размагничивания Б м /В/ /для сплава феррит-бария кривая размагничивания является практически прямой линией/ с прямой = 1203,6 В /при В§ = 0,39 ТЛ Б = 470 А /. Ордината точка А определяет расчетную величину индукции в воздушном зазоре В© р = 0,36 ТЛ.

Путем моделирования магнитного поля нового электродвигателя МСП-0,3 для коэффициенра полюсного перекрытия Д,6 получены следук>-щие эмпирические соотношения:

ч - $ р 2 $ о ' Г \

Ль = ——— + —==— + —;- . I9)

180° ЯГ а П м J

где 3 р - утол раскрытия магнитов:

'(л\- «■> у— - полюсное деления якоря;

a - диаметр якоря;

2P - число пар полюсов двигателя;

И м - высота постоянного магнита. Для разрабатываемого двигателя этот коэффициент составил:

= 120 + 1/180 + 2 * 0,5/110 + 2 • 0,5/34 = 0,7 Теоретические расчеты подтверждены экспериментально по кривой распределения индукции в воздушном зазоре, снятой датчиком Холла у макетного образца /протокол испытания макетного образца на Саратовском электротехническом заводе МПС и протокол испытания с новой технологией - холодной запрессовкой проводов к диссертации

прилагаются/.

В процессе исследований было установлено, что коммутация серийных двигателей в условиях эксплуатации ухудшается по мере увеличения расстояния между электроприводом и источником питания. В связи с этим был проведен расчет кратности пускового тока и пускового момента для нового двигателя с постоянными магнитами в зависимости от их удаления от поста питания.

По мере удаления стрелочных приводов на различные расстояния от поста питания напряжение на зажимах двигателей во время их работы будет величиной переменной из-за падения напряжения в питающей линии, которое зависит от удаленности стрелочного перевода и тока нагрузки, потребляемого двигателем.

Как известно, наиболее важным режимом работы двигателя стрелочного перевода является режим пуска. Основными параметрами, характеризующими этот режим, являются кратность по отношению к номинальному режиму пускового тока и момента.

Для разрабатываемого двигателя с постоянными магнитами кратность пускового момента должна быть не ниже аналогичного момента серийного двигателя МСП-0,25, т.е. li, м = 2,5.

Заданная кратность пускового момента является основным критерием максимально возможного удаления привода от поста питания

без дублирования хил кабеля. Кратность же пускового тока определяет надежность и долговечность работы коммутирующей аппаратуры. Поэтому с целью проверки работы двигателя в пусковом режиме и были проведены расчеты кратности пускового тока и пускового момента как функции удаления двигателя от поста питания. 1. Определение величины пускового тока и его кратности по отношению к номинальному току двигатели.

Величина пускового тока определяется следующим соотношением

"Ъ'л 15 л г \ 1п=-- -Д10)

¡г Л + 1а в + Чщ

где '"1л = - сопротивление линии питания двигателя

\ = 23,5 Ом/км - удельное сопротивление одного километра кабеля;-^ - длина линии; в - сопротивление цепи двигателя.

<-> „ н ы N1 А Ощ

Тдв =¿3 + ¿_ щ = /_ а + - . где;

Т

ан

1 а - сопротивление коллекторных пластин; ^ щ - сопротивление щеток. Кратность пускового тока;

I а

41.

.1 ан

Так как у разрабатываемого двигателя магнитный поток постоянен Фа = 2,31 • 1СГ3 Вб = соаэ>Ь , то кратность пускового тока совпадаает с кратностью пускового момента .т.е. = ^ м.

Результаты расчетов пусковых параметров двигателя с постоянными магнитами в зависимости от удаления от поста питания пшведены в таблице 4.

Таблица 4.

_С • км

i п, а

J? .

■'К\,= м

0.3

8,76

4,21

0,6

5,61

2,70

0,8

4,53

2,18

1

3,79 1,82

На основании данных, приведенных в таблице, построен график зависимости кратности пускового тока и момевта в функции от удаленности постов питания:

Как видно из графика , кратность пускового момента полу-

чается при удалении этого двигателя от поста питания на расстояние 650 и.

Анализ различных схем управления приводами стрелочного перевода показали полную их совместимость с двигателем новой конструкции

Проведенные на ЭВМ расчеты по специально разработанной методике позволили определить оптимальные параметры массивного и шихтованного цилиндров ротора электродвигателя МСТ-0,3, которые подтверждены в реальных условиях эксплуатации. Характеристики оптимизированного электродвигателя с двухслойным ротором расчитаны по программе /рис.2/, приведены в таблице 5. jjoj.

Таблица 5.

Скольжение 8_

Момент кГ/м

Ток статора А

1.0

0,67

0,37

0,11

0,10

0,07 0,05

Мл = 17,6

Ммах = 19,50

8,08

Мн = 3,43

3,21

2,41 2,17

2,94

3,06

2,52

1,94

1,90

1,78 1,75

0,792

0,860

0,785

0,570

0,567

0,480 0,452

3 асинхронных двигателях для уменьшения сечения питавшего кабеля целесообразно компенсировать реактивный ток в линии посредством статических конденсаторов, включенных вблизи от двигателей.

В таблице 6 приведены результаты расчета величины компенсирующей емкости для четырех модификаций асинхронных двигателей.

Таблица 6.

Параметр МСТ-0,3 МСТ-0,6 МСГ-0,3 МСТ-0.3

серийный • серийный =16шм =13шм

глубокопазный пазы серийные

^ 93,9

У'^ о.Ом 4.1 +^С1»0м 5,6+ ^ 4,35 -12+^2,0м 65,7+^4,84

Е 1 ,0м X ,0м Сф , мкФ Сл , мкФ

46,65 36,45 33,1 16,5

¿■104.1 Д 87,3 ¿65,7

2,54+ ^ 1,68 5,6+ 4,35 5,6+ ^ 4,35

32+ ^ 1,18 77+ ^ 11 65.7+ Д 4,84

30,74 43,3 . 36

¿13,1 ^ 43,3 Д 37,3

. 37,2 36,7 42,7

18,6 18,3 21,3

Сравнение рабочих характеристик серийного МСП-0,25 и разрабатываемого МСП-0,3 электродвигателей /таблица 7/.

Таблица 7.

Р .. ? I .....715 .. . IV . .Д м

Вт кГ А В об/мин % кГм

серийный

МСП-0,25 250 200 2,5 160 1700 75 0,172

разрабатываемый

МСП-0,3 300 270 2,1 160 1700 78 0,180

где: Р

мощность двигателя; тяговое усилие на шибере;

и кг. сп;и :г-2!

ге ?.& «:-.п рс-« а-:;;

Ч -=?.1КТ

к в*?

?г

гг :??.!.•:■

98 Гэ.те:ч:5 акт*

:гг ¡¡«'¡»и-»

Ш НИ!

::: км.:7

;;; ШьиТ 'Тел»»-» ц.;.<чвдр! ► ■.»■ ;-

1ЯШ "?!:::'-|":г:1~.г ..-.«У?;; !■•,'■;•

¿та

281 1К1Н Т-"; ;'............................................................'

::2 Т.чЗ(14!|': Ск?н«ме ■ •:««!■- = ■■

¡л:« та иг. ;'.............................................................'

:М ЮТ! 'Ееег.'-е :'.:зь«5иие :«зч тг:«Агг

::г 1!.РЛ ■?5г;/т£ чяи-ь йЛ.?:,:! 2&С

2еа :сг

:и :5=1 ¡г/г за ;?»15»я

з« ■

Т5С

«г 1-:.".:»з»::г!

'¿г '.??:•.•! '~y.li г^НЛч?!:!^:'?:!.

!<: ......................................................-......

з:_е :::

¡-.г .............................

-г к:

Рис. 2 . Программа для расчета характеристик оптимизированного электродвигателя с двухслойным ротором.

- потребляемый ток;

- напряжение номинальное;

- скорость вращения;

- к.п.д.

- вращающий момент на валу.

ВЫВОДЫ.

1. Применение системы возбуждения от постоянных магнитов в электродвигателе типа МСП-0,3 исключило необходимость в обмотках главных полюсов и в токопроводялцих кабелях к ним, так как серийные машины имеют на главном полюсе две обмотки возбуждения.

2. Ввиду отсутствия потерь в обмотках главных полюсов к.п.д. двигателей с магнитоэлектрическим возбуждением существенно выше, а ток нагрузки ниже, чем у двигателей с обычным возбуждением. Так, удвигателей с постоянными магнитами к.п.д. на 27% выше,

а номинальный ток на 16% ниже, чем у серийного двигателя.

3. Отсутствие потерь на возбуждение приводит к уменьшению нагрева двигателя и к повышению его надежности, тем более, что отсутствует один из источников неисправности / обмотка возбуждения.

4. Исследования позволили обеспечить полную совместимость нового двигателя с различными схемами управления приводами стрелочного перевода;

- . увеличить в 1,5 раза расстояние от поста ЗЦ до электроприво-

да, так как ток нагрузки на 16$ меньше, чем у серийного двигателя. Это существенно, экономится питающий кабель на 50$;

- улучшить эксплуатационные и пусковые показатели нового электродвигателя Ь;СП-0,3 по сравнению с серийным МСП-0,25: так, мощность увеличена на 17$, тяговое усилие на шибере доведено до 270 кГм, а величины пускового тока и кратность пускового момента при длине питающего кабеля 1 км соответственно сос<?

I 15

с

м

тавляют 3,79 А и 1,82; - новый электродвигатель вписывается в габариты серийного электродвигателя, а его конструкция более технологична, так как исключаются трудоемкие обмоточные операции по намотке, изолировке и пропитке катушек возбуждения.

С целью повышения работоспособности фазочувствительных рельсовых цепей метрополитена с учетом воздействия различных дестабилизирующих факторов на их работу разработана рельсовая цепь с фа-зочувствительным приемником типа ДСШ-12 с использованием модернизированного дроссель-трансформатора типа ДТМ-0,17-1 ООСЖ.

При разработке таких схем рельсовых цепей с учетом повышенной удаленности аппаратуры и увеличенных токах асимметрии в качестве исходного варианта была принята типовая схема рельсовой цепи метрополитена с реле ДСШ-2, в которой изменению подвергнут питающий конец и устройства кодирования, а также предусмотрена возможность 2-хчастотного кодирования как питающего, так и с релейного концов. 7 .

Расчеты нормального и шунтовово режимов и режима АЛС разработанных рельсовых цепей производились на ЭВМ по схемам замещений для 5-ти значений /0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 км/ длины рельсовой линии и 3-х значений /100; 150; 200 Ом/ сопротивления кабеля и имели целью определение модуля полной мощности генератора Р и суммарной емкости настроечных конденсаторов С в зависимости от тока на дальнем конце рельсовой линии для 5-ти частот АРС /75; 125; 175; 225; 275 Гц/. Результаты расчетов, приведенные на рис. : 3 ; 4,; 5 ; 6 свидетельствуют о работоспособности разработанных рельсовых цепей при повышенной удаленности аппаратуры во всех режимах. При этом установлено, что модуль напряжения питания в нормальном режиме не превышает 247,5 В, а угол сдвига фаз находится в допустимых пределах. Коэффициент чувствительности к норнатив-

ному шунту при всех комбинациях длины рельсовой линии и сопротивления кабеля больше единицы.

При разработке рельсовой цепи с фазочувствительным приемником типа ДС1Г—12 и с использованием модернизированного дроссель-трансформатора типа ДГМ-О,17-1ОООМ особое внимание было уделено вопросу влияния асимметрии тягового тока на ее аппаратуру. Воздействие такого дестабилизирующего фактора как асимметрия тягового тока приводит к резкому ухудшению работы рельсовых цепей во всех режимах. В результате появляются перекрытия выходных и входных светофоров. Влияние повышенных тяговых токов также способствует термическому разрушению и изменению электрических характеристик элементов рельсовых цепей.

Для изучения данного вопроса в работе проводились испытания типовой /вариант А/ и разработанной /вариант Б/ рельсовых цепей в нормальном режиме в условиях асимметрии тягового тока. Результаты испытаний приведены в таблице 8.

Таблица 8.

1т Хас ВАРИАНТ А ВАРИАНТ Б

"опэ Кск 15" пэ Кен

А А В град В град

О 0 63 75 1 16,8 88 1

1000 300 57 84 0,901 14,1 88 0,962

1500 590 42 95 0,712 12,3 88 0,774

2000 650 26 105 0,460 9,2 89 . 0,543

2500 830 20 117 0,321 7,0 89 0,408

PROGRAM 2UR

CALL A3SIStK6/J LPS!' >

INTEGER REG

REAL L<6)/A<6/ 3/8J/ DC6/ 3/Sir Zlt/ kK<3>

COMPLEX 21/ 22/ 23/Z4<2>/ 26/ 2K/2?/oi/U2/ <J3/ U4/ Cot US/U7/ W/U3/ & U10/U11/U12/U13/ XI -12/13/ 14/15/16/17/115/ADT>?DT/CCT/ la'T. & . AT/ tiT/ CT/ DT/ AL6F/2CF DATA RK/183. / ISO..»200./' DATA L/£./6.65/0.1/3.2/0.3/ii. 4--' 24<1>=ALGF<45./31.> 24<2>=ALor<S0./31.> • Z1=HLGF<610./75. > 22=(1510./S. > 2o=2Cr<4./oS. > 2S=ZCF(16./53.> ZR=ALGF<0.6/65./ 27=(0.15/S.) 2I5-10U.

ADT=ALGF<43.11/-1.3> t>BT=ALGFi 1.567/ 73.1 > CB'f =ALGF<8.173/ -S3, i EDT=ALGF<0.O29/-0.71> HT=ALGF(42.263/-&.654) BT=ALGF<1.183/646> CT=ALGF<0.01/-50.33) DT=ALGF<0.024/-0.o54; DO 1 N24=1/2 DO 2 HL=i/6 DO 2 NRK=l/3 DO 2 REG=l/4 Ul=<5.65/0.>

IF<REG.EQ.1> Ul=<l6./0.>

I1=U1/-21

U2=I1*22+U1

12=U2/23

13=11+12

U3=U2+13* < 24 < N24 > +RK C NRK > > CALL CAF0FCU3/ 13/DDT/ BDT/CDT/ADT/U4/ I4> CALL CAF0F<U3/13/ DT/ BT/ CT/ AT/ US/17 > U3=U3+I7*27

IF<CABS<U4).GT.CHBS<U3>) GO TO 3

U12=U4

U11=US

4 I10=UU-'<U4''I4itiUS/'I7/'<U4/I4+U8/I7)>

CALL LICA(LCNL>/2R/2IS/REG/Ull/I10/ui5/I5> CALL CAF0FCU5/ 15/ ADT/EDT/CDT/DDT/US/16> U7=U6+1&*<RK <NRK >+26+24 < N24)> U13=UH/U12*U1 GO TO 5 3 lfll=U4 U12=U8 GO TO 4

5 CALL XAD<U7/A<NL/HRK/REG5/D<NL/NRK/REG>) 2 CALL XAD<U13/A<HL/HRK/REG+4)/E<NL? HRK/REG+4)) 1 CALL PRITACCA/D/6/3/8/L/RIO STOP END

phc..-3 .

SEAL F<55/RK<3^UC?>.CC?«3i3).P<?»3»5) . - . ... n_

COMPLEX ZRC3)» ADT<5)»BDT'<5)>CDT(5)>DDT(5)»UR»U1»U?(2)»U3 25

COMPLEX IЫ2» Z1» 22» 23/ 24» 25» 26» 27» 28» 29» ALGF, 2CF. IR<5)

DATA IR/<4.5»8. )» <3.»8. )» <2.5,8. )» <2.»8. )»<1.4»8. )/

DATA L/0. S3» 0.1» e. 15» 8. 2» 0.25» 8.3» 0.35/

DATA RK/180.»158.»200./

DATA F/75.»125.»175.»225.»275./

ZR<1)"ALGF<8.8»65.)

ZR(2)»ALGF(1.25» 68. >

2RC3)«AL6F<1.64»71.>

2R<4)«AL6F<2.1»73.)

ZR<5)«ALGFC2.3»74.)

ADT <1>-ALGF< 48.473»-8.68)

ADT<2)«ALGF(37.463»-4.56)

PDT<3)»ALGF<38.153»-0.9)

ADT<4)«AL6F<37.483»0.72)

ADT<5)»ALGF<37.74» 8.4)

BDTU)«ALGF<2.824» 72.26)

BDT<2)-ALGF<3.184,73.86)

EDT(3)»AL6F<4.578»80.63>

BDT<4>«AL6F<3.248»77.19)

BDT<5)»ALGF<6.416» 74.8)

CDT<1)-ALGF<8.124»-85.86)

CDT<2)-AL6F<0.877»-85.93)

CUT <3)»HLGF(3.057•-8S.49)

CDT<4)=AL6F<0.044»-83.94)

CDT<5)=AL6F<0.037»-84.26)

DDT<1)«ALGF<8.831»-1.07)

DDT<2)«ALGF<8.033»2.06) DDT<3)«ALGF<0.033»-0.34) DDT(4)-AL&F(8.833»-2.03) DDT<5)«ALGF<0.033»-2.26) CALL ASSISN(6»'LPS'> DO 2 M«l»2 DO 1 I«l»7 DO 1 J«l»3 DO 1 K-l»5

21-ALGF<388. *FСЮ/58.»75.) Z2*ZCF<6.»F<IO> Z3=2CF<5.»F<K)> 24*ALGF<286,459*F<K)/50.» 81.) Z5«ALGF<45.*F<K)/58.»81.) Z6»2CF<4.»F<K>)

Z7«ALGF<179.843*F<K)/225.» 81.) 28*2CF<10.» FCK)> UR»lR(K)«(ZR<)O*L<l>+0.06>

CALL CAFOFCUR» IROO» ADTCK)» BDT<K)»CDT<K )» DDTCK)» UbI 1) U2<1)»U1+I1»<RK<J)+Z8>

U2<2)"U1+I1«CRK<J)+l. /С1./21+1./22+1./(Z3+24)))

I2»U2<M)/25+I1

29-1./<1./27+1./26)

IF (K.GT.1) 29«l./<l./Z7+l./26+0.1)

U3«U2<H)+I2«29

CCJ»J»K)«1000080./<AlMAG<U3/I2)»:2.*3.1415926*F<li>> 1 P(l»J»K)«CABS<I2*<U3+I2*2CF<CCI»vMO»F<K)))) IF (M.ES.l) UR1TE<6»10) IF <M.EQ.2) URITE<6»11)

0 F0RMAT<28X»'KODIROUAHIE S PITAKMEGO KONCA')

1 FORMATC20X»'KODIROUnNIE S RELEJHOGO KOHCA')

2 CALL PRITAC<P»C»7»3»5»L»RK) STOP

END

COMPLEX FUNCTION ALGF<A»D>

ALGF«CMPLXCA*COS<D*0.0174532)»A*SINCD*8.0174532))

RETURN

ENS

COMPLEX FUNCTION ZCFCC»F) 2CF-CMPLX<8.0»-1080008./<2.8*3.141592*C*F)) pwiURN Рис. 4 . Программа для расчета режима АЛС для неразветвленной' рельсовой' цепи с реле ДСШ-12.

<

INTEGER REG

REAL L<7)/A<7/3/8)/D<7/3/S)/ZIS/RK<3)

COMPLEX Zl, 22»23<2>,Z4» II»12» 13/14/15» 16»ZR»Ul»U2»U3r U4»U5

COMPLEX US/ U 7/ U8/ U9/U10/U11/ ADT/ BUT.» CUT.» DDT» AT» BT» CT» DT» ALGF/ ZCF

DATA L/0./0.05/0.1/0.15/0.2/0.25/6.3/

DATA RKn00./ 150./260./

CAtt-treStetTrSTTrfy-^r

Z3<1)=ALGF<45./81.>

Z3<2)=ALGFC90./S1.>

21=ALGF(600./75.)

Z2=ZCFC8./50.)

RO=<0.15/0.)

ZIS=100.0

Z4=2CF<8. / 50. >

ZR=ALGF< 0.6/65.)

ADT=ALGF<43.11/-1.3)

BDT=ALGF<1.567/79.1)

CDT=ALGF<0.173/-89.)

DDT=ALGr<0.029/-0.71)

AT=ALGF<42.263/654)

BT=ALGF< 1.137/0. " '

CT=ALGF<0.01/-50.33)

DT=ALGF<0.024/-0.654)

CO 1 N23*1/2

DO 2 NL=l/7

DO 2 NRK=l/3

DO 2 REG=l/4

Ul = <18.0/0.S)

IFCREG.EQ.1)Ul=<55./0.0)

I1=U1-'<21*Z2/<Z1+Z2))

U2=U1+I1*<Z3(N23)+RK<NRK))

CALL CAF0FCU2/I1/DDT/BDT/CDT/ADT/U3/13)

CALL CAF0F<U2/ 11/DT/BT/CT/AT/U4/ 12)

U5=U4+I2*R0

IF<CABS<U3).GT.CABS<U5))G0T0 3 U6=U5 ' ....

U10=U3

4 I4=U6/<U3/I3*U5/I2/<U3/I3+U5/I2))

CALL LICA<L<NL)»ZR/ZIS/REG/U6»I4/U7/15) CALL CAF0FCU7/ 15/ADT/BDT/CDT/DDT/U3» 16) U3=US+16* <RK<NRK ) +Z4+Z3< N23 >) IJ11=U6/U10»:U1 GOTO 5 3 U£=U3 U10-U5 GOTO 4

3 CttLL XAD<U9/A<NL/NRK/REG)/D<NL/NRK/REG)) 2 CALL XADCU11/A<NL/NRK/REG+4)/D<NL/ NRK/REG+4)) 1 CALL PRITnC<H/D/7/3/S/L/RK) STOP END

Рис.5 ". Программа для расчета нормального и шунтового

режимов разветвленной рельсовой цепи с реле ДСШ-12.

kodirouanie s pitahhego konca

! 0.058 ! 8.100 ! 0.150 I 0.288 1 8.250 ! 0.388 ! 8.350

100.000! 10; m 16.4 ! 12.182 16.8 ! 14.572 17.2 ! 17.289 17.5 ! 20.332 17.8 ! 23.782 18.0 ! 27.3Э8 18.1

I 3.828 17.5 ! 5.163 17.4 ! 6.740 17.2 ! 8.562 16.9 ! 10.626 16.7 ! 12.935 16.5 ! 15.486 16.4

! 2.483 10.4 ! 3.475 9.7 ! 4.667 9.3 ! 6.058 9.0 ! 7.648 8.7 ! 9.438 8.6 ! 11.427 8.4

i 1.662 6.5 ! 2.365 6.0 ! 3.224 5.7 ! 4.239 5.4 ! 5.410 5.3 ! 6.736 5.2 ! 8.219 5.1

! 0.888 4.4 ! 1.278 4.0 ! 1.756 3.8 ! 2.320 3.6 ! 2.972 3.5 ! 3.712 3.5 ! 4.539 3.4

150.000! 14.382 16.4 • 17.588 16.7 ! 21.248 16.9 ! 25.361 17. 1 ! 29.928 17.2 ! 34.949 17.4 ! 48.423 17.5

t 5.122 15.6 ! 6.812 15.8 ! 8.784 15.8 ! 11.039 15.7 ! 13.577 15.7 ! 16.398 15.6 ! 19.501 15.5

'' • . ! 3.204 9.5 ! 4.388 9.1 ! 5.791 8.8 ! 7.415 8.6 ! 9.258 8.5 ! 11.321 8.3 ! 13.605 8.2

1 2.083 6.1 ! 2.896 5.7 ! 3.877 5.5 ! 5.826 5.3 ! 6.344 5.2 ! 7.829 5.1 ! 9.433 5.0

i 1.883 4.2 ! 1.524 3.9 ! 2.058 3.7 ! 2.686 3.6 ! 3.486 3.5 ! 4.228 3.4 ! 5.126 3.4

200.000! 19.344 16.4 ! 23.888 16.6 ! 29.038 16.7 ! 34. 16. 8 l 4Д.153 16.9 ! 48. 118 17.0 ! 55.669 17.1

! 6.558 i4.6 ! 8.641 14.8 ! 11.058 14.8 ! 13. ,785" 14. •Г 1 " ib.847 14.9 ! го. 236 14.8 ! 23.951 14.8

! 3.988 8.8 • 5.379 8.6 ! 7.012 8.4 ! 8. 888 8. 3 ! 11.007 8.2 ! 13. 368 8.1 ! 15.971 8.0

! 2.532 5.7 ! 3.463 5.5 ! 4.575 5.3 ! 5. , 863 5. 2 ! 7.343 5.1 ! 8. ,998 5.0 i 10.834 4.9

! 1.289 4.0 ! 1.784 3.8 ! 2.379 3.6 ! 3. ,872 3. 5 ! 3.865 3.4 ! 4. 756 3.4 ! 5.747 3.3

KODIROUIAHIE S RELEJNOGO KONCA

! 0.050 ! 0.108 ! 8.150 ! 0.200 ! 8.250 ! 0.308 ! 8.350

100. 000! 18.111 17.6 ! 24.239 17.6 ! 31.380 17.6 ! 39.534 17.6 ! 48.702 17.6 ! 58.883 17.5 70.0Г8 17.5

1 18.655 11.1 ! 22.907 11.2 ! 27.617 11.3 ! 32.784 11.4 ! 38.489 11.5 ! 44.492 11.5 51.032 11.6

| 2.501 10.6 ! 3.293 10.5 ! 4.240 10.2 ! 5.348 9.9 1 6.594 9.7 ! 8.083 9.5 9.566 9.3

'1.559 7.2 ! 2.165 6.5 ! 2.988 6.1 ! 3.789 5.8 ! 4.888 5.6 * 5.964 5.5 7.257 5.3

j 0.839 4.7 ! 1.194 4.2 • 1.638 3.9 ! 2.146 3.8 ! 2.744 3.7 ! 3.422 3.6 4.132 3.5

150. 000! 23.277 17.3 ! 30.600 17.3 ! 39.495 17.3 ! 49.362 17.3 ! 68.482 17.3 ! 72.614 17.3 85.998 17.3

1 20.910 11.2 ! 25.772 11.3 ! 31.160 11.4 ! 37.076 11.4 ! 43.519 11.5 ! 50.489 11.6 57.937 11.6

i 3.251 9.1 ! 4.243 9.2 ! 5.409 9.2 1 6.751 9.1 ! 8.269 9.0 ! 9.963 8.9 11.832 8.8

1.983 6.5 ! 2.701 6.1 ! 3.568 5.8 i 4.584 5.6 ! 5.751 5.4 ! 7.067 5.3 8.534 5.2

1.035 4.4 ! 1.441 4.0 ! 1.934 3.8 ! 2.513 3.7 ! 3.179 3.6 ! 3.932 3.5 4.771 3.5

200. 808! 29.149 17.9 ! 33.255 17.1 ! 48.725 17.1 ! 60.550 17.1 ! 73.731 17.1 ! 88.267 17.1 104.159 17.1

! 23.308 11.2 ! 28.816 11.3 ! 34.925 11.4 ! 41.635 11.5 ! 48.948 11.5 ! 56.862 11.6 65.378 11.6

I 4.065 8.2 ! 5.271 8.4 ! 6.676 8.5 ! 8.280 8.5 ! 10.084 8.4 ! 12.086 8.4 14.237 8.3

i 2.437 5.9 ! 3.273 5.7 ! 4.272 5.5 ! 5.434 5.4 ! 6.759 5.3 ! 8.247 5.2 9.8Э8 5.1

i 1.242 4.1 ! 1.702 3.9 ! 2.255 3.7 ! 2.901 3.6 ! 3.639 3.5 ! 4.471 3.5 5.395 3.4

Рио.6 . Результаты расчета мощности генератора Р и суммарной емкости

настроечных конденсаторов С в зависимости от тока на дальнем конце рельсовой линии для пяти частот АРС.

Расчетные параметры элементов рельсовой цепи на рабочих частотах сведены в таблице 9.

Таблица 9.

Частота, Гц Ад? ВАТ САТ Ддт ру 21 пр

Ом/км Ом

50 43,11 1,567 0,173 0,029 0,6 1220

-1,3 79,1 -89 -0,71 65 75

75 40,47 2,02 0,124 0,031 0,8 1830

-0,68 72,2 385,8 -1,0 65 75

125 37,46 3,18 0,077 0,033 1,25 3050

-4,5 73,0 -85,9 2,0 68 75

175 38,15 4,57 0,057 0,033 1,64 4270

-0,9 ' 80,6 -84,4 -0,34 71 75

225 37,48 5,24 0,044 0,033 2.1 5490

0,7 77,1 -83,9 -2,0 73 75

275 37,74 6,41 0,037 0,037 2,5 6710

, ■ 0,4 74,8 -84,3 -2,2 74 75

Примечание; числитель- модуль, знаменатель - аргумент комплексного числа в градусах.

На основе разработанной математической модели рельсовой цепи "метрополитена с.фазочувствительным приемником ДСШ-12 определены максимальное сопротивление кабеля с учетом его ограничения £9^] . В поставленной задаче оптимального проектирования данной рельсовой цепи критерием оптимальности является сопротивление соединительного кабеля К к, как функция от параметров элементов рельсовой цепи в нормальном режиме ее работы. Эта целевая функция составлена по приведенной схеме и имеет вид :

К к=/ЦнмахД5рн, Адт, ^т. Сдт.Д^С^зЖ-, .^.¿пр.Ерл/, (ю) где: рн1®* - максимально допустимое напряжение на источнике питания, входе кабельной линии питающего конца или конденсатора С^, определяемое трабованиями техники безопасности; Д^т, Д|,т, Сдт, Ддг - коэффициенты трансформации дроссель-трансформатора;

15рн - напряжение на реле в нормальном режиме; "¿.пр - сопротивление путевого реле; 2, рл - длина рельсовой линии. Поскольку ограничение Цныах

входит в целевую функцию, сопротивление кабеля Я к определяется как;

нк-имЦк, -^(¿ц-ян"») .

^ 2(\5* « ¥***) у = чн^ ;

где; *1^»15ЕК» "\5°1 ~ напряжение на источнике питания, входе кабельное линии питающего конца и конденсаторе С1.

Значения функций ^ 1 • 2'^ 3' зависящие от параметров элементов рельсовой цепа, представляют собой максимальные вещественные положительные корни /К к1 / следующих уравнений соотвественно?

А-,5^4 + В^3 ++ С^йс-,3 + Д^ + В, = О 5 . (п^ где; А1 « (а^2 ;

В,- -»м \Ц с°ь(5а1 -4=1) Сч =

ч -ЫЧ2' Н Ы с°4Ь -Ъ)

Д| = 2Ы

Е1 ■ N - I I | Л5 рн /

^ а1 , ^ в-), с-, - аргументы комплексных чисел а^ ,В| ,

равных;

* 1 . » »

а1 = Сдт /2Ддт + Сдт + 2.Р/ ;

а, » ^2/ Адт (ддт + сдт 21р/ + вдтсдт +

+ /£ + + £ о-)/ х /СдтДдт +• 0,5Сдт221 р/] »

1 г- - - • ' ■ '

c-j =? —— [_А ,^t/2B.s\ т + А^т ¡L р/ + /А у ТД ^ т + + АДтС^ т Z.p + B.^tÛ^t/ /Z + + ¿ с-j/ + + сАТ1С1/2Д^Т + СДТ±Р/. / 2 + ±1 /

A2R К24 + B2R К23 + C2R к22 + д25 К2 + Eg = О , где: А2 = \á2|2 ;

B¡2 = 2 I¿2¡ [é2f C0S/'T^2 - 4 B2 / f

C2 = lB2¡2 + 2 I ¿2 i } ■¿2 i co- / J a2 - 4'' cï/ »

. =2(¿2Í jc2¡ сос;/^в2- ^с2/ ¿

•\<bk ,2

О рн

a2 = а-Д ¿2 ; vÇ в2 = a^ ¿2 ; V^c2 = апд ¿2 ;

У 1 , . .

a2 = / СдТ / 2Дуг + СД T TL?/ ;

1 ¡—. • • , ,

b2 = —— ! + 2-м/ /2Д ^т + СД т Z P/ +

+ 2/АДтД^т + Á^TC;^r¿p + B^ тСдт/J ;

Гг. - ,

c2 = [_/- + Zli/ Ад тДд т + Ao тСД t ¿.p + Вд тСд т/ +

4 ~Ï

+ Адт/2Б^т + к^ T¿p/J ;

(13)

i

i i i --+-+--

— с2+-/.2 Zc3 Z1 up + R

где: 2.V = Z.W £рл

"ÍtI - А^т/0дт1р + Ддт/ -ВдтСдт

Екз=

2СД тД^т + CjgT2 Z.p

1

В приведенных соотношениях • 21 с2» сз» "7.к,\ ■ ~£-к<2 представляют собой комплексные.сопротивления конденсаторов 01, С2, СЗ и дросселей ^ 1 и ¡^2; ¿1РУ - удельное сопротивление рельсовой линии. Устройствами кодирования, ввиду отсутствия их практического влияния на нормальный режим, пренебрегаем.

Решение приведенных уравнений 4-й степени осуществлялось на ЗВМ численным методом для нахождения одного максимального вещественного положительного корня.

Ограничения , накладываемые на область изменения аргументов целевой функции и обусловленные режимами работы рельсовой цепи и типом применяемых элементов, целесообразно представить в виде следующих подгрупп:

1. С ф/А^т.Вдт.С^т.Д^т,^ ,С2,С3^ т .^2* Ь 3' ^ £ Р"» "Ъ-рн.Кк/^. СфРх; (и)

где: Ц #ах - максимально допустимое отклонение фазы от идеальной;

2. в/А^т,В^т,Сдт,Д^т,С2,С3, А- рл.Т рн, 2. пр/

где: & вках - модуль максимально допустимого напряжения на путевых элементах реле частотой 75 Гц; X рн - номинальный ток в рельсовой линии при шунте на дальнем конце.

3. ^г/А'$т,В^т,С^т,Д£г,Сг,С3,С4, г ^ 2. ^ 3,Ь рл.Я к,

X пр/ <С (16)

где; ^ гмах - максимально допустимый ток в рельсовой линии третьей гармоники частотой 225 Гц.

4. Ц р/А^т,Вдт,Дс^т, С^т,С2, С3.С4,Д 1 3,7 РЛ.Л рн,

V к/ " О- рйах ^ (17)

где; £г рках _ модуль максимально допустимой мощности генератора АЛС.

5. ^ш/А^т.Вдт.С^т.Д^т.С^^.Сз,^ 1.^2'пр* рл' ^ рн»

Т\ш.Кк/ ^ 1 ( 18)

или С, ш =5 Л'и^О /Крк, Кпк/ 5

где: Крк и Кпк - коэффициенты чувствительности к нормативному

шунту /Рчшн = 0,06 Ом/ при его наложении на релейный или питаю- . щий конец соответственно.

6. При расчетах были учтены также ограничение на тип используемого на метрополитене нового дроссель-трансформатора ДТМ-0,17-1ОООМ с коэффициентом-трансформации 40 и током асимметрии 600 А, и тип путевого реле ДСШ-12. В табл.9 приведены коэффициенты четырехполюсника этого дроссель-трансформатора, сопротивление двух последовательно включенных путевых реле элементов реле, а также удельное сопротивление рельсовой петли на всех используемых частотах, полученных экспериментально.

Наиболее ограничивающие условия, влияющие на критерии оптимальности определены расчетом на ЭВМ при изменении следующих ограничений: (?1нмах, С^ф, рмах. При этом учтены и ограничения; С\ ш , С£мах. (?) г.

Испытание разработанной рельсовой цепи на. симметричность от средних шин питающего конца до средних шин релейного конца проведено по специальной методике и схеме. Результаты измерений приведены в таблице 10.

Таблица 10.

№ I пн I лн ~\£ср.ш Е пр. Я лев. Касд- КаС]

пп А А В ОмЮ-3 0М1СГ3 % %

1. 2333 2400 6,45 2,76 2,68 1,41 1,47

2. 1133 1267 3,6 3,17 2,84 5,58 5,49

3. 3266 3400 9,15 2,80 2,69 2,0 2,0

Средние величины:

2,91

2,74

2,5 3,0

Из таблиц видно, что асимметрия по утечкам /поперечная асимметрия/ разработанной рельсовой цепи составляет 2,5$, а асимметрия по сопротивлению /продольная асимметрия/ - 3%, в то время как максимальный коэффициент асимметрии тягового тока постоянного тока в двухниточных рельсовых цепях составляет 6%.

С целью измерения сопротивления междупутннх электроперемычек разработана методика и схема проведения испытания предложенной рельсовой цепи. Результаты измерений сведены в таблице 11.

Из таблицы следует, что2^<петли = 0<35 Ом, оно ниже нормы и не вызывает асимметрию тягового тока /продольная асимметрия/.

Проведены испытания для оценки допустимой асимметрии сопротивления температурных стыков. Результаты измерений сведены в таблицу 12.

Установлено, что даже сопротивление температурного стыка величиной 0,6 пог/метр, которому соответствует сопротивление 0,195.1 СГ^ не вызывает продольной асимметрии разработанной рельсовой цепи, в то время, как в реальных условиях сопротивление постоянному току 1м рельса Р50 составляет 3,33.1 СГ5 Ом, а Р75 -- 2.54.1СГ5 0м-

Таблица 11.

т Ъг

пп В В Ом %

1. 1,850 0,280 0,35 —7 /_ ср

2. 1,837 0,275 0,347

3. 1,868 0,282 0,35

4. 1,900 0,285 0,345 т

5. 1,870 0,284 0,354 х =

Примечание

-к'

ЯГ

"б к,:

00

__ ср = 0,35

1,3

Таблица 12

Показание стр. стыкоизмерителя Дел. е пог/метр . Сопротивление температурного стыка, К Ом

0.5 0,1 0,32.1 СГ5

1.0 0,2. 0.65.1СГ5

1.5 0,3 0,97.1 СГ5

2,0 0,4 оизисг4

2,5 0,5 0,162.10-4

3.0 . 0,6 0.195.1СГ4

3,5 . 0,7- 0,22В. Ю-4

4.0 0.8 0,26.1 СГ"4 ,

4.5 4.5 0.9 0,292.1 СГ4

5.0 1.0 0,325.1 СГ5

ВЫВОДЫ.

1. Проведенные исследования воздействия дестабилизирующих факто-.•. ров.на работу рельсовой цепи обеспечили повышение работоспо-

■ собности рельсовой цепи.

2. Разработанная рельсовая цепь с фазочувствигельным приемником типа ДСШ-12 с использованием модернизированного дроссель-трансформатора, типа ДТМ-0,17-1 ООСМ позволяет значительно повысить качество работы рельсовых цепей.и' надежность функционирования при значительной асимметрии тягового тока:

при этом повышается шунтовая чувствиеельность благодаря использованию в качестве путевого приемника реле ДСШ-12; обеспечивается стабильность питающего напряжения; - снижается потребляемая мощность генератора ГАЛСМ-66 при мак-

симальной удаленности аппаратуры. 3. Вероятностные характеристики приемников типа ДСШ-2 и ДСШ-12 сведены в таблицу 13.

Таблица 13.

Тип реле Частота Напряжение на путевом реле

сигналь- _

ного тока

Прямом подъеме

Полном Отпускании подъеме

Напряжение на местном элементе

15 мэ

№

ё>

$4 £ \\\

о

в

ДСШ-2 50 26,2 1,44 41.60 1,19 23,46 1,070 110 ДСШ-12 50 7,92 0,19 12,62 0,25 7,10 0,153 220

4. Исследования и новые схемы обеспечили значительный резерв регулировки сопротивления основной обмотки дроссель-трансформатора типа ДТМ-0,17-1ОООМ и угол сдвига фаз на реле ДСШ-12 особенно для коротких рельсовых цепей и рельсовых цепей, имеющих отсос на тяговую подстанцию.

Выполняя ответственные функции в обеспечении перевозочного процесса, устройства СЦБ требуют постоянного совершенствования их эксплуатационных условий. Так, широко распространенная семи-проводная схема управления стрелками с электроприводами переменного тока, обладая рядом преимуществ в эксплуатационных условиях, потребовала доработки схемы выключения стрелки из зависимости с сохранением пользования сигналами. Автором разработана и внедрена схема выключения стрелок, позволяющая выполнить все требования инструкции по обеспечению безопасности движения поездов при производстве работ по обслуживанию и ремонту устройств сигнализации, централизации и блокировки на метрополитенах {^2] . В предложенной схеме при ее включении на пульт-табло и табло-дублер автома-

тически формируется соответствующая информация и ее отображение с контролем положения стрелки, соответствие положения стрелочной рукоятки. При этом исключается возможность изменения положения стрелки из плюсового в минусовое положение и наоборот.

В предложенной структуре на каждую стрелку монтируется отдельная схема-макет. В условиях метрополитена на станциях с небольшим путевым развитием такое решение ведет к снижению затрат количества приборов.

Схема макета для одной стрелки содержит реле ВМ и его повторитель ВМ1 типа HML'1-1800, блок выпрямителей БВС-88. На пульт-табло и табло-дублере устанавливают по одной дополнительной кнопке с фиксацией и по одной световой ячейке на стрелку. Принцип работ боты схемы-макета изложен . Предложенная схема для выключения из зависимости стрелок с■электроприводами переменного тока впервые применена на Тбилисском метрополитене, ее внедрение дает значительный экономический эффект, особенно при выполнении ремонтных работ на стрелках.

Продолжением по совершенствованию технологии обслуживания рассмотренных выше устройств является предложенная авторам по совершенствованию и внедрению блочной маршрутной релейной централизации /БМРЦ/ на метрополитене [_3~j . Автором впервые предложена новая методика внедрения БМРЦ с учетом специфики метрополитенов, а именно: наложением требуемых авторежимов и увязки с системой диспетчерской централизации. Особенность рассматриваемой системы состоит в значительном сокращении элементов и отдельных блоков ЭЦ, что значительно повысило надежность и качество технического обслуживания.

В работе автором £з j показана схема расстановки блоков на плане примерной станции. Особенность такой схемы является отсутствие сигнальных блоков типов В1, ВП, ВШ, М1, МП, МШ, так как эти схемы не решают технических задач в условиях метрополитена. Поэтому

схемы управления сигналами построены на штепсельных реле. Система внедрена на станциях Делиси и Вокзальная-2 и эксплуатируется с 1979 года. Опыт эксплуатации показал» что в условиях Тбилисского метрополитена блочная маршрутная централизация работает устойчиво к удобна в обслуживании.

Значительно повышает надежность работы устройств СЦБ метрополитена предложенная автором схема и приборы контроля прохода в тоннель /УКПТ/ |_1~] • Принцип работы данного прибора основан на анализе светового потока луча от движущегося объекта. При этом используется излучатель и приемник, взаимодействие которых позволяет контролировать интенсивность светового потока. Световой луч, промодулированный частотой 50 Гц, отражаясь, попадает на фотоприемник с последующим преобразованием в электрический сигнал, который и управляет транзисторным ключом выходного каскада.

В качестве сигнального прибора используется фотоэлектрическое лучевое устройство Д0П-2, представляющее собой излучатель света с помощью светоотражателя ФП-312. Система /УКПТ/ фиксирует проход постороннего лица со станции в тоннель и выход из тоннеля по станционным путям во время движения поездов. Для исключения срабатывания ния системы при проходе подвижного состава через охраняемый участок тыловой контакт путевого реле ДСШ-2 шунтирует вход прибора.

Для повышения надежности работы предложенного устройства в эксплуатационных условиях автором разработан и внедрен специальный стенд проверки устройства УКПТ и прибор для регулировки светового луча •

Использование стенда для проверки приборов, входящих в УКПТ, позволило контролировать их работоспособность до установки в тоннель. Структурная схема и принцип работы стенда изложены [^1 ] .

При внедрении УКПТ на станциях Тбилисского метрополитена трудоемкой оказалась операция регулировки светового луча, так называемого шлейфа. Для регулировки этого шлейфа автором предложен

пррбор, принцип действия которого состоит в замене светового луча более мощным источником света на период регулировки. Среднее усилие линзы этого источника рассчитано по законам оптики на о&дове соотношения [Ч] :

1 2 Ч

- = Кя -

± 1 2 где: Д - диаметр предполагаемой линзы;

- диаметр источника света в виде шара; "1*1 иТ2-сшш света Б первом и втором случаях,

- коэффициент потерь в оптике.

Из соотношения ^20^ следует, что для увеличения усиления линзы необходимо увеличивать ее диаметр и уменьшить размер светящегося тела источника. По этому принципу изготовлен прибор для регу регулировки шлейфа УКПТ.

ВЫВОДЫ.

Предложенные в работе методы и практические рекомендации по совершенствованию технологии обслуживания устройств СЦБ метрополитена обеспечивает повышение их надежности в эксплуатационных условиях.

1. Разработанная методика и практические схемы выключения из зависимости стрелок с электроприводами переменного тока позволили- повысить надежность работы устройств электрической централизации, а предложенные устройства контроля способствуют -.повышению безопасности движения поездов и качества технического обслуживания станционных устройств.

2. Исследования в данной работе позволили разработать и внедрить усовершенствованные проекты ШРЦ с учетом специфики их функционирования в условиях метрополитенов - наложением необходимых авторежимов и увязки с другими системами СЦБ.

В данном тоздвлв выполнены расчеты экономической эффективности разработанных технических средств устройств СЦБ.

,1. Расчет экономической эффективности перехода двигателя типа МОП на магнгтоэлектрическую систему возбуждения. 1. Суммарная экономия себестоимости; Э = Э., + Э2 + Эд + Э4 + Э5 + Э6 + Эу

где Э., = П/С1 - С^ - экономия себестоимости при снижении радиального габарита двигателя с 160 мм до 130 мм;

Э2 = Ц/С<2 - С о/ - экономия себестоимости при замене проводников якоря с ПЭВ-0,5 на ПЭВ-2-0,4 Эд = П'Су - экономия себестоимости по меди главных

полюсов;

34 = П.К^.Сд - экономия себестоимости по электрической

стали главных полюсов;

35 = П.^.Сд - экономия себестоимости изоляции главных

полюсов;

Эе = П/С1 С^/- экономия себестоимости изоляции якоря; Э? = П/С12~ С^/- экономия зарплаты на изготовление главных полюсов; тогда

Э = 12900 + 7280 +• 149700 + 21750 + 16350 + 11940 + 69000 = = 283920 руб. Стоимость материала постоянных магнитов:

з1 = п.м.с15 ,

где П = 30000 шт. - годовая программа выпуска двигателей, М = 2 кГ - масса материала постоянных магнитов

на один полюс; с15 = ~ стоимость 1 ^ постоянных магнитов,

тогда 31 = 30000.2.0,6 = 3600 руб.

Стоимость изготовленияпостоянных магнитож;

32 « П.п.С1е ,

где: Г\ * 4 — количество постоянных магнитов на один двигатель;

^16 " РУб. - стоимость изготовления одного магнита;

32 = 36000.4.0,5 = 60000 руб.

Суммарные затраты на постоянные магниты;

3 = 3, * Зз = 36000 + 60000 = 96000 руб., следовательно, эффективность перехода двигателя типа МСП на магнитоэлектрическую сквтему возбуждения составляет;

3 1 3 - 3 = 288920 - 96000 = 192920 руб.

Э « 192920 руб.

2. Расчет технико-экономического эффекта от внедрения новой технологии холодной сварки выводных концов обмотки якоря электродвигателя МСП по сравнению с существующей технологией пайки выводных концов.

Технический эффект; увеличение годовой программы производства электродвигателя почти в два раза, ликвидация экологически вредной технологии, улучшение культуры производства, высокая надежность соединения проводов.

Экономический эффект;

Э = /О, + 0,15К-|/ - /С2 + 0.15К2/.П.1СГ2 , где П = 62340 шт. - годовая программа выпуска электродвигателей,

1Ц * 41,5 ; С} = 101,3 коп. - капвложения и себестоимость старой технологии

К2 = 24,06 коп., С2 = 1 ¿,73 коп. - капвложения и себестоимость новой технологии,

Э -/101,3 +- 0,15.41,5/ - /15,73 + 0,15.24,06/ . 62340.1СГ2 = = 54977.6 руб. -

3. Расчет экономической эффективности от разработки нового электродвигателя типа МСП-0,3 с магнитоэлектрической системой возбуждения.

Экономия себестоимости по меди главных полюсов:

э^ = п. с, .м1 ;

где П = 23000 шт. - годовая программа выпуска двигателей МСП;

С1 =2,46 руб. - стоимость 1 кГ провода ПЭВ-2-1,0 / по данным планового отдела Саратовского ЭТЗ МПС/;

М1 = 2,72 кГ - расход провода ПЭВ-2-1,0 на один двигатель; Э, = 20000.2,46.2,72 = 133820 руб.

Экономия себестоимости по стали главных полюсов;

э2 * п.с2.М2 ;

где С2 = 0,286 руб.,- стоимость 1кГ стали Б—ПН—1,0 ГОСТ 19904-74 /по данным планового отдела Саратовского ЭТЗ МПС/ ;

М2 = 2,68кГ - расход стали Б-ПН-1,0 на один двигатель Э2 = 20000.0,386.2,68 = 20690 руб.

Экономия себестоимости по изоляции главных полюсов: ^ « П.Сд.К"! ,

где Сд =3,68 руб. - стоимость изоляции на один двигатель /по данным планового отдела Саратовского ЭТЗ МПС/ ;

К., = 0,3 - коэффициент, учитывающий долю расхода изоляции на главные полюса двигателя;

33 = 20000.3,68.0,3 = 22080 руб..

Экономия зарплаты на изготовление главных полюсов;

34 = П./С4 - с3/ ,

где С4 = К2.С6 = 0,35 . 13,42 = 4,7 руб. - сто^лость изготовления главных полюсов двигателей;

К2 = 0,35 - коэффициент, учитывающий долю трудовых затрат

на изготовление главных полисов двигателя;

Сд « 0,1 руб.,- стоимость монтажа и намагничивали* поств-янных магнитов на одхн двигатель;

Об = руб. - стоимость изготовлении одного двигателя.

34 = 20000./4.7 - 0,1/ = 92000 руб.

Экономия себестоимости от повышения мощности

35 = П./С7 - с8/ ,

где Сд = 220 руб. - себестоимость двигателя МСП на 250 Вт;

С? ® себестоимость двигателя МСП на 300 Вт о электромагнитной сивтемой возбуждения, себестоимость Сг, расчитывается по формуле;

с? = /Са-С^ ./Рн:Рс/3/4 + Сб./Рн:Рс/1/2 =

= /220-13,42/./300:250/3/4 + 13,42./300:250/1/2 =

= 252 руб. , где Рс = 250 Вт - мощность серийного двигателя; Рн = 300 Вт - мощность нового двигателя,

35 = 20000./252-220/ = 640000 руб.

Экономия в эксплуатация от повышения надежности двигателя:

36 = п.с8./к4 - Кд/ = ,

где Х3 = 0,35 - коэффициент безотказной работы серийного двигателя л4 = 0,£8 - ожидаемый коэффициент безотказной работы нового двигателя.

Э6 = 20000.220./О,98-0,25/ = 132000 руб.

Суммарная экономия от внедрения нового двигателя:

Э = Э1+Э2+Э3+Э4+Э5+Э6 = 133820 + 20690 + 22080 + ' + 92000 + 640000 + 132000 = 1040590 руб.

Затраты на приобретение постоянных магнитов:

д 3 = П./Сд.Мз + с10.ц/ = ,

где Сд = 0,8 руб.т стоимость I кГ феррит-бария /по данным ' завода "Магнит"/; Cjq =0,5 руб.- стоимость изготовления одного магнита; П = 4 - количество магнатов на один двигатель. 3 = 20000./0,8.5 + 0,5.11/ = 120000 руб.

Эффективность от внедрения нового двигателя: Э = Э - 3 = 1040590 - 120000 = 920590 руб.

Дополнительные капиталовложения:

К = Кт + л2 + ^з ' где Kj = 100000 руб. - капиталовложения на разработку нового

двигателя;

ь-2 = 30000 руб. - капиталовложения на освоение производства

постоянных магнитов; Кд = 20000 руй. - капиталовложения на приобретение намагничивающей установки, К = 100000 + 30000 + 20000 = 150000 руб.

Срок окупаемости капиталовложений:

Т = К : Э = 150000 : S20590 = 0,17 года; TII = 6,7 лет-где ТН - нормативный срок окупаемости капиталовложений.

Расчеты выполнены по ценам 1991 года.

Акты внедрения и расчеты экономического эффекта, утвержденные заказчиком, представлены в приложения 1.

4. Технико-экономическое обоснование ког.шенсации реактивной энергии у асинхронных электродвигателей МСТ-0,ЗМ статическим конденсатором.

Количество кил кабеля СБЦУ, необходимое для питания компенсированного двигателя:

Пн = Пс-— =15.1,3/2,0=9,75 10;

с

где: Пс = 15 - количество кил кабеля СПБУ в цепи питания серийного двигателя; с = 2,0 А - номинальный ток .серийного двигателя; н = 1,3 А - номинальный ток компенсированного двигателя.

Экономия от сокращения числа кил кабеля у компенсированного двигателя

Э = Сг ср./Пс - Пн/ = 45.0.5./15 - 10/ = 112,5 руб. ; где С1 = 45 руб. - усредненная стоимость 1-ой килы кабеля СПБУ;

ср = 0,5 км - расчетная длина линии питания асинхронного двигателя без дублирования.

Затраты на компенсацию реактивной энергии асинхронного двигателя:

Э = С2.М = 2,5.3 = 7,5 руб , ; где: С2 = 2,5 руб. - стоимость статического .конденсатора типа К42-19 / = 500 В, .С = 12 мкФ/ ;

М = 3 - необходимое количество конденсаторов на один

двигатель.

Годовая экономия от внедрения компенсированных двигателей Э = П . /Э - 3/ = 7000 . /112,5 3 7,5/ = 735000 руб., где: П = 7000 шт. - годовая программа выпуска двигателей МСТ-О.ЗМ.

Расчеты выполнены по ценам 1991 года.

Акты внедрения и расчеты экономического эффекта, утвержденные заказчиком, представлены в приложении 1.

Экономическая эффективность и сравнительные технико-экономические показатели новых /модернизированных/ и базовых изделий;

Таблица 14.

Наименование изделий, технологий. Достигнутый технический Экономический эффект

Базовый эффект

Новый V

ДСШ-2 - -

ДСШ-12 Повышение надежности работы реле при асимметрии

ДТМ-0,17—10ОО - -

ДТМ-О,17-1ОООМ Повышение работоспособности дросселя при асимметрии

МСП-0,25 . - -

МСП-0,3 Разработка электродвигателя нового поколения с улучшенными технико-экономическими показателями для жел.дор. транспорта ш .1,0 млн.руб. / по ценам 1991г./

МСТ-0.3 - -

МСГ-0,ЗМ Улучшение рабочих характеристик 0,8 млн.руб. / по ценам 1991г./

Пайка выводных концов - -

Запрессовка выводных концов Ликвидация вредного производства и повышение надежности соединения проводов 55 тыс.руб. /по ценам 1991г./

ВЫВОДЫ.

1. Применение нового фазочувствительного приемника ДСШ-12 в рельсовых цепях метрополитена обеспечивает стабильность их работы в эксплуатации и снижает 'трудоемкость изготовления на заводе.

2. Серийный выпуск модернизированного дроссель-трансформатора ДТМ-0,17-1 000М полностью устраняет в эксплуатации подмагничи-вание основной обмотки при повышенных токах асимметрии.

3. Эффективность внедрения новых электродвигателей постоянного и переменного токов МСП-0,3 и КСТ~0,ЗМ составляет 920.590,0 руб. и 735.000 руб./по ценам 1991г./ соответственно.

4. Применение новой технологии запрессовки выводных концов для соединения проводов повышает надежность электродвигателей постоянного тока в эксплуатации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В результате проведенных исследований получены следующие основные результаты:

1. Разработана математическая модель оценки работосповобности ряда устройств СЦБ, позволившая рассчитать оптимальные параметры этих устройств. При этом предложенные модели и методика исследований носят обобщающий характер и могут быть использованы при совершенствовании других технических средств железнодорожной автоматики и телемеханики, эксплуатируемых в условиях метрополитена и на магистральном железнодорожном транспорте.

2. В диссертации с применением методов теории случайных процессов и математической статистики определены законы распределения случайных величин параметров фазочувствительного приемника ДСШ-2 /такие, как~Ьпп;~1>полн.п.; ~\) отп.; | ~2. м]: "21 п|; Ц'м и Ц1 п/, их числовые характеристики и коэффициенты ко-релляции. Эти исследования послужили основой.при вероятностных расчетах рельсовых цепей метрополитена........

3. Проведенные исследования дроссель-трансформатора метрополитена ДТМ-0,17-1ООО с учетом влияния токов подмагничивания и на ос-

нове этих исследований внедрение на метрополитене нового более мощного модернизированного дроссель-трансформатора ДТМ-0,17--1000М, надежно функционирующего при значительной асимметрии тягового тока, обеспечило повышение качества технологического процесса интервального регулирования движением поездов на метрополитенах и безопасность их движения. Модернизированный дроссель-трансформатор освоен в серийном производстве Киевским электротехническим заводом "Транссигнал" и внедрен в эксплуатацию с 1988 г. на московском метрополитене и на ряде метрополитенов Российской Федерации.

4. Доказано преимущество электродвигателей стрелочных электроприводов постоянного тока типа МСП с магнитоэлектрической системой возбуждения, что позволило создать принципиально новый электродвигатель с улучшенными рабочими характеристиками /увеличением мощности, тягового усилия на шибере и вращающего момента на валу; потребляемый ток на 16% ниже, К.П.Д. на 27$ выше, чем у серийного двигателя/. А главное, применение системы возбуждения от постоянных магнитов в разработанном электродвигателе типа КСП-0,3 исключило необходимость в обмотках главных полюсов и в токопро-водяпшх кабелях к ним.

Испытания макетного образца нового электродвигателя типа МСП-0,3 на Саратовском электротехническом заводе МПС подтвердили ее работоспособность и надежное его функционирование в эксплуатационных условиях.

5. Предложена новая технология холодной запрессовки соединения выводных концов якопя к коллектору в серийных электродвигателях постоянного тока, что позволило внедрить новую прогрвссивную технологию производства.

6. Проведены исследования эксплуатируемых электродвигателей переменного тока, что позволило внедрить в серийное производство новый более экономичный электродвигатель типа МСТ-0,3.

7. Разработана новая методика расчета рельсовых цепей с фазочувст-вктельным приемником ДСШ-12 и модернизированным дроссель-трансформатором ДТМ-0,17-1000М, что повысило стабильность рабоаш рельсовых цепей при значительной асимметрии тягового тока и при повышенной удаленности аппаратуры от рельсовой линии. Схема рельсовой цепи с ДСШ-12 и ДТМ-0,17-1ОООМ испытана в реальных условиях и внедрена в постоянную эксплуатацию на линиях Тбилисского метрополитена. При этом применение ДСШ-12 взамен ДСШ-2 приводит к унификации аппаратуры железнодорожной автоматики и телемеханики и сникает на 22$ трудоемкость изготовления изделий, что подтверждено Петербургским электротехническим заводом МПС.

8. В результате исследований разработан и внедрен усовершенствованный проект БМРЦ с учетом специфики функционирования в условиях метрополитенов, внедрены также система выключения из зависимости стрелок с электроприводами переменного тока и система контроля прохода в тоннель.

9. Экономический эффект от разработок составил около 2,0 млн.руб. . /по ценам 1991 г./.

Основные положения научного доклада опубликованы в следующих печатных работах:

1. Абусеридзе З.В. Настройка устройства контроля прохода в тоннели.-"Автоматика, телемеханика и связь",1982, № 11,с.29-30.

2. Абусеридзе З.В. Выключение из зависимости стрелок с электроприводами переменного тока.-"Автоматика, телемеханика и связь", 1982, Jt 12, с.37-38.

3. Андрейков Е.А. .Абусеридзе З.В. Применение блочной маршрутно-релейной централизации для станций метрополитенов.-"Автоматика, телемеханика и связь", 1982, № 12, с.38.

4. Степенский Б.М.,Абусеридзе З.В. Определение вероятностных характеристик параметров фазочувствительного приемника рельсовых цепей метрополитена.Моск.ин-т инж.ж.д.трансп.М. ,1983, 30 с. - Деп.

в ЦНИИ ТЭИ МПС,. 1984, §№ 2395 ж.Д.

5. Курочка Л.А.,Пятых М.И.,Деркач Е.А..Абусеридзе З.В.,Девликамов P.M. Совершенствование конструкции и улучшение характеристик электродвигателя стрелочного привода. - "Автоватика, телемеханика и связь", 1992, Ü 4, с.2-4.

6. Гоцадзе М.А.,Абусеридзе З.В. Дискретный индикатор напряжения

и возможности его применения в фазочувствительных рельсовых цепях,-"Автоматика, телемеханика и связь", 1992, № 7, с.26-27.

7. Абусеридзе З.В.Схема рельсовой цепи метрополитена с фазочувстви-тельным приемником типа ДСШ-12.-"Автоматика,телемеханика и связь" -1992, № 12, с.28-29.

8. Абусеридзе З.В. Влияние тягового тока на параметры дроссель-трансформатора ДЖ-0,17-1 ООО. Межвузовский сборник научных трудов ВЗИИГа, 1993,0.79-84 .

9. Абусеридзе З.В. Оптимизация параметров рельсовых цепей метрополитена с фазочувствительным приемником типа ДСШ-12. Межвузовский сборник научных трудов ВЗИКТа, 1993, с.49-58,.

10. Деркач Е.А. .Абусеридзе З.В. Совершенствование конструкции и ха-

рактеристик двигателей переменного тока стрелочного привода. Сборник научных трудов РИЖТа, 1992, УДК 621.313, с.67-69.

11. Пунчак A.b..Абусеридзе З.Е. Информационно-измерительная система измерения и контроля параметров блоков устройств келезнодо-рокной автоматики./Тезисы'доклада на Всесоюзной научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов/, Москва, ШИТ, 1991г.

12. Андрейков Е.А..Абусеридзе З.В. Информационный листок о передовом производственно-техническом опыте. УДК: 656.257.63.625.42 ДЦНТИ Закавказской железной дороги, г.Тбилиси, 1982г.Ш7/488/-54

13. Абусеридзе З.В..Асратян А. Информационный листок о передовом производственно-техническом опыте. УДК: 656.257-83. ДЦНТИ Закавказской железной дороги г.Тбилиси, 1982 г. & Ш12/483/-52

14. А.Хучуа, З.В.Абусеридзе. Информационный листок о передовом производственно-техническом опыте. УДК: 656.253. ДЦНТИ Закавказской железной дороги г.Тбилиси, 1982 г J* Ш13/484/-53.

15. Абусеридзе З.В..Цасидзе М. Информационный листок о передовом производственно-техническом опыте. УДК: 624.193.656.25. ДЦНТИ Закавказской железной дороги г.Тбилиси, 1981г.Ш-39/464/-34.

16. Абусеридзе З.В., Цасидзе М. Информационный листок о передовом производственно-техническом опыте. УДК; 624.193.656.25. ДЦНТИ Закавказской железной дороги г.Тбилиси, 1981 v.,& IL—40/465/—35.

17. Абусеридзе З.В. "Методы и технические средства повышения работоспособности устройств СЦБ метрополитена".Сборник тезисов и докладов по итогам "Недели наукк-ЗЗ", посвященной 80-летию присвоения МЖТу статуса института путей сообщения, ¡.'осква, 1993г.

18. Материалы протоколов испытаний серийного и модернизированного дроссель-трансформаторов ДТМ-0,17-1 ООО и ДТМ-0,17-1000М на Киевском электротехническом заводе МПС.

19. Дмктренко И.Е., Абусеридзе З.В..Алексеев В.М. "К расчету оптимальных сроков технического обслуживания устройств СЦБ".Сборник тезисов и докладов по итогам "Недели-науки 94",Москва, МГУПС,1994г.

20.Дуитренко у..Е.,Алексеев В.М..Абусеридзе З.В..Шевцова Е.Ю. "Определение времени восстановления систем ж.д. автоматики и телемеханики" .Сборник тезисов и докладов по итогам "Недели-науки 94", Москва МГУ ПС, 1994г.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПУТЕВЫХ УСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТРЖИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ , МЕТРОПОЛИТЕНА

05.22.08 - Эксплуатация железнодорожного транспорта / включая системы сигнализации, централизации и блокировки /

Сдано в набор 10.01.95г. Зак. 5

Подписано к печати 10.01.95г. Объем 3,5

Формат бумаги 60x90 1/16 Тираж 100 экз.

АБУСЕРИДЗЕ ЗУРАБ ВАСИЛЬЕВИЧ

Типография ВЗИИТа, Москва, ГСП-47, ул.Часовая, д.22/2