автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Техническое диагностирование электромагнитных приводов в электрооборудовании подвижного состава

МПС гс>

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ( МНИТ )

На правах рукописи

Р Г Б ОД

ЩЕРБАКОВ ТИМУР ВИКТОРОВИЧ

2 5 НОЛ 1533

УДК 621.316.53:629.4 : 681.3

ТЕХНИЧЕСКОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРИВОДОВ В ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Специальности 05.09.03 - Элжгротех1!!1чеаа!е ;:о:.;п;;п;си н системы, шопочгл их управление и рсг>'Л1фог.;и.'пс 05.22.09 - Электрификация железнодорожного транспорта

АВТОРЕФЕРАТ днссерхтцш на сомаиише ученой степям гошдидата технических наук

Москва - 1!>96

Гг. бота »¡¿полнена иа кафедре «Элаарнчеа^я государственного ушюерситста путей сообщения'(МИИТ).

тяги»

Московского

Научный руководители. - доктор технических пауз:,

профессор Феоктистов П.П. Официальные съяонптл: дезггор тепшчеехмх тук, профессор Пу1п.;)!;:н В.И.;

юадщиг тгмишсскнх наук, доцент ¡'лдс-'п. Э.Э.

Ведущая организация - Глгшиос управление »окоиолп'иого хозяйства (ЦТ) МПС РФ.

Защита состотся: цХУ/ри 1996 г., в /4 часов, на заседает

диссертационного сосгта Д114.05.07 в Московском государственном уклвератяс путей сообщегшя (МИИТ) но адресу: 101475, Москва, у". Образцова, 15, »

С дасссртоцисй мохсио сзнакошггъся и биСнвютскс уциасреатегп. Автореферат разослан ¿¿¿ЬР^^ьЛ 1996 1-.

Охзыа'иа автореферат, эаперашыМ гербоной печать», просим чишраюшь по адресу совета университета.

УчсныП секретарз, ддсссртапиоииого сопета Се ¿Г С.П. Шпсок

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актупж.носп. т\-ми опрсззюется пеобхсдакослло соасргаекствовална с::стеии хехяического обслу.пгаметг иодаганого состава ¡га базе комплексного прпмснешм средето Texjíii4cc!co.'i дд.гпгаеппш с цстает сокргщепня зглрт.г на ремонт и Texüaveacoe солгрт:''!:!;;, а тжа хтя пегмглш нгдегггюеш иокомотквея п r.r.rcncri и ?ясияуотглвя1. Это в псрсяааше иозаввя воекпяяо реализовать переход на обсяуяаю&нкс is реямгт иодгшяшого состава по фякхтсекому состоя ояо с

сгшжапкеасоЯ регистрацией » дая» фактического состошшя кошрогафусмого

/

оборудования крк ксксагг ЭВМ. ХСояхряпо проблема технического догшосигровашг.« дояига ретатьс« np« шжекк стяцконариой ЭВМ, оперативно иодаяо'гясиой в дято к диагностируемому оборудованию. При нсобхолнмосга дс^огяктгетдхяч ик'-ермштвя »softer бг.ггь получена при помок»! бортовых микро-ЭВМ sua» устройств ксгшгшоЛ записи нкфориацки. Метода к яягорятмм диагкоспяст в •íSKofí смстеис cnerwjirarii дяз различных гидоа оборудован:«; n чостггостм «аугшькоЯ язж*стса задача ретргботяи дагпгоспгчгсхих алгоритмов для эяг-ггроиапшталх ыазярагаа (perra, когптесгоры, гкаароге'.гэм»тн»:сс5а:с ccamont), т.е. дна »«ассб-вых элементов злаярооборудовяшея подткгшого состава, нсяояьэукицсго жгасгроьшюппые привода (ЭП). . Актуальность решения задачи определите rix технического состхкчшя с npmtencrnieti ЭВМ онредеяяггея ттэ-<г ирлкхнчвскоЛ необходимостью рсаяизягеш коггтроля при мгтниша»пон чнете сокзей WiaraocTsrtccicoft установки с icomjomipyeHuu влкаратом.

J Дед.___PtßojH ЗМОПОЧДеТСЯ В СОЗДЫШ!» МСТОД>ГШ ««ГОИвТОЗЯрОВаЯИвПО

дегсппюспшео-ого контроля электромпшипюг» приводя лппярлтол подпункт» соспша для компилссисК лютмм техтмеасого догтоегтфоташя, Е».шолпстм{{ tit базе ЭВМ h пнфрогих отнсрнхеяипшияжилсксоп.

Д:1'л дотг.тта иосгаын-ниой ц«ш решены следующие занято

1. Проаедеи анализ неисправностей электромагнитных аппаратов (ЭМЛ) поданжного состава d эксплуатации; г.ыяплсны и классифицированы характерные six неисправности.

2. Обосновала математическая модель ЭП с учетом пездше&юсгей, позволяющая оцешт. сгснсг.ь влияния различных внешних факторов и параметров ЭП на работу аппарата.

3. Исследованы экспернментшн.но (на реальны* аппаратах) II шшвтмески (lia математической модели) переходные процессы в ЭП при различных типах тестовых 1.хо;в;ых воздействий .я разработана методика идентификации дефастоп ЭП по параметрам переходного процесса изменения тока в катушке управляли аппарата при этих воздействиях.

4. Рассчитан* î допустимые области изменения диашосшческнх параметров наиболее массовых слпаратоз зг.сктроподзп>гаюго ссстаил для чшютлэго испытательного режима - Ехлпоченпя lia постоянное напряжение.

Методы исследования. При анализе ютипши различных фа^тороп на переходные процессы п ЭП пеполъзопаны экспериментальные исследования с последующий применением метода математического ыодетнроагнпя на ЭВМ, »гто позволило оцезшхь точность описания переходных процессов предложенной математической ыодглыо, а rame решить задачу их нсслсдоалиы и роистых тестовых рсяшмяя. При выборе к расчете ^аннчпых значений дцатссгнчгазк иаромяуоп испояьэоэдшл истоды теории допусков и теории чуаспиггеиыюстн.

Нкучиад ношпна работы заключается в следующем:

- разработка методов и нспытотепмшх режимов для евге.дашзкронйшгого дястагвшоциого г.ог.троля Э11 по проводам хитины без xoiostrxxa диагностируемых аппаратов с подказетюго состааа;

/

- обоснование мятснат^еской модели элолрокапнгпюго привода, созданной на базе, существующих моделей при учете дзухпарлметрнческой зависимости рабочего иаппгшого потока от электрического тока в обмотке аппарата il от положения якоря аппарата;

- создание математической модели ддя ранения диагноспгческоИ задачи на базе учета полной энергии, прсобразусиоЯ в ЭП о процессе вюгеоч&шя и опопочеинк;

- разработка матричной дигпгасшческой ы одели ЭП, использующей Сазоыле попятил теории чувствэтедыюстп н теории допусков и позволяющей локализовать дефекты ЭП по параметрам переходного процесса изменения тока в катушке ЭП ддя рекомендуемых тестошлх реяагоюа.

Празгпгческаз значимость.

- Разработанные в диссертации метод i ii средства диагностировали» ЭП nosiiOjraoT существенно coscpaTim. мрем:: поиска отказавшего элемента и выполнить Вдйгшфшаадио конкретного вида его дефекта с заданной глубипоЛ л01сллш:!цнп н комплексной аэтоматнэлровмшоА ciicrемс технического диагностирования на базе ЭВМ, ркбатгготей з реальном иаснггг-бе времени.

- Полу ченгаjc методы кош-родя к<кию использовать на сгадки выходного и входного контроля при плановых ремонтах п технических осмотрах подвижного состава » депо, на заводах - нзготошггелях ЭМЛ, при регулировке таких. плр.чистроа ЭП, т.г. тремя вюгачения - выключения, ток усгаэкн, рабочей зазор в мапнттой a'.стене.

- Па базе приведенных даагаосгнческнх методов разработагы портлпгшпле npiïCîop.j (тестеры), позволяющие осуществлять контроль ЭП иепосрсдсгосшю ¡¡а подвижном составе при nirmnui от бортовой сети постоянного тоет.

Результата работы реализовали в виде алгоритмов при подготовке математического обеспечения дая комплексной деновскоЯ cncreim технического

е

ХИагкоспсрования локомотивов, разработанной МИИТои для Московской 5*хлезиой дороги и используемой г> локомотианых депо Узловая, Смоленск, Новомосковск, Унеча. По результатам данной работы составлены алгоритмы программы диагностики электромагнитных . приводов аппаратов но однолинейной схеме. Кроме того, в результате исследований разработаны портаттшыс тестеры для оперативного контроля элсктромдлштних реле и контакторов, используемые в локомотивных и г.агонных депо Московской (ТЧ-35, ТЧ-36, ТЧ-42, ТЧ-49) и Октябрьской железных дорог (ТЧ-1, ВЧ-1).

Диробацня работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждсим:

- па научных семинарах и конференциях молодых специалистов кафедры «Электрическая тяга» Московского государственного университета пугеИ сообщения (1993 1996гг.);

- на межвузовской с международным участием научно г практической конференции, «освященной 20-летшо СамИИТа (Самара, 1993 г.);

- на международной конференции «Состояние и перспектив;.! разглгшг локомотивостроеиня» (Новочеркасск, 1994 г.);

- на Всероссийской научной конференции «Параметры перспаошанмх транспортных систем России» (Москва, 1994 г.);

на международном симпозиуме «Безопасность перевозочнЫх. процессе,}» (Москва, 1995 г.)

Пуб:шкпци»)> По теме диссертации опуб;шковано 6 робот, получено 4 авторских свидетельства и 1 патент на изобретение.

Структура и объем работы, Диссертационная работ состоит из сведения, пята гляв, заключения, списка использованной литературы из 61 наименования, содержит I М с. машинописною текста, 45 рисунков, 20 таблиц.

Автор глубоко ггрпзпатекен д.г.н., проф. А.Н. Сезошкпяу за помощь, оказанную ни на завершающем этапе работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Кй-СЕЫЕННН показана актуальность темы диссертации, обоснован выбор объекта нсспеяовишя, указан круг решаемых, а диссертшищ теоретических и нрЕстичеагнх задчт. Koincpenrai задача технического диагностирования зяяпромпппгших аппарате:! гпляггея частыо обгцеЗ проблемы говсршснствопашга системы ремонта и технического оСсдуяснзютм подмехного состава при помощи комплексной диагностической системы на базе ЭВМ.

Р HcpFOii mane Рыполпеп о(5зср,работ по диглгостгасе элистрооборудов.'шпя подацялюго сосгезд, обоснована структура дспопасоЛ системы комплексного дпяпюсягрозяния с исаольэомшгем упргядаяпдей ЭВМ, тперокентрояяероа н шфроеого тиернтслшого комолая», mroj!«» пояквжмаээтеа к якгшосшрусиоиу ©берудовага!» яра поиски стыковочного устройства. Отдельно видглеиа задача £'¡i.'::?íocn,'j)o."!.>'jf!'s ЭМА, эти мтлар.апл отзггчгкотса с1К-ц:!фг!:'оГ! переходных нроцсссол вжгяочашг - опсаочяшц по причине оддоиремешюго протех/ишя и шшмткашз мепромахтгтплх. н :;cxj4iii''irc:::¡:; переходгпдх процессса. Проандлюнровгаю конструктивное нсиолнелне хяракгершах аппаратов подогоагого соствял, среди которых выделены три осноаяые группы: разе, коштасгоры, злехтроггпеоиа'шчкзше иеппиш. Их. общее количестве и секции электровоз* иозкег достигли» 100, я секции »пестро ноаддй до 50 - 60, я г-игоие метро 30-35, n пассажирском вагоне 10-18.

Но дол» этой группы 1гриход'!тся до 15 % всех отказов эясктрооборудоааяия, мошязокпх за собой порчу шя заход эдаа^иодглыаюго соскюа пд иепдгииишй ремонт в даю. Болмпюсттю оххпзоа яяляотся параметрическими: меястнткояые замыхаиия н обрили в обиотее, нарушение зазоров в. игппгпхеЧ системе, упеллчгши: ■¡рани: аодацяацлх частей. Процедура обнаружения я одптфшзясш этих дефектов

е

должна бьггь автоматизировала, для чего нспользовашл метода.! функциональной I' тестовой диагностики. Обоснована целесообразность кошроля аппаратов по характеру токе в обмотке при реализации окшвных тестовых воздействий на аппарат. Это позволяет наиболее просто реализовать электрическую связь диагностируемого аппарата с управляющей ЭВМ по однолинейной схеме, т.е. с использованием проводов электропитания катушки аппарата.

Во второй главе представлены результаты проведенных в лаборатории кафедры «Электрическая тяга» МИИТа экснеримеиталышх исследований переходных процессов в катушке управлешш ЭМА.

Переходной процесс при включении ЭП па постоянное напряжение имеет форму по рис.1, которая является общей для всех ЭМА с подвпжпой механической системой. Это элааропцевматические вентили, эзтаехромапиягиые контакторы и реле, злезярогидрашшчесхне вентти.

Далее приведено эксперимагталыюе нсследовапие влияния различных неисправностей на форму переходного процесса при включении аппарата дт шшболее характерных неисправностей ЭП:

- зшслшшвшшс подвижной слстемы в розничных положениях;

- износ немагшгтной прокладки;

- изменение натяжения отключающей.пруяшны, включая ее иаяом;

- неправильная устаиовка начального воздушного зазора;

- обрыв и межвитковые замыкания в катушке.

Анализ влияния неисправностей иа переходные процессы при включения ЭП показал, что любая из перечисленных неиспр'озностей существенно влияет ка форму переходного процесса (рнс.2).

Таким образом но полученным результатам можно выделить диагностические признаки, наиболее полно отражающие изменение конструктивных параметров ЭП,

I,

а dt

рис.1.

Ог,рч!№пси»'0 оеношых дийкюстичгсшх пгргиетроз из юткосэ ехл-еч&нкя откгромгпятюто егмтз&ата.

которые влияют на работоспособность аппарата и, следовательно, должны быть обнаружены диагностической системой. Эти признаки можно разделить натри группы: токовые; временные; innencmmocra. К токовым параметрам относятся тон первого максимума 1„«„ ток минимума I««,, установившийся ток в котушке L,. К временным параметрам относятся время достижения током первого максимума ti, Бремя срабатывания время достижения уст шювисшсгося значения тока tj. Параметрами интенсивности являются начальное значение скорости нарастания тока (di/dtX-o при иодлче напряжения ил катуппсу аппарата, инициальное значение (di/dt)^, в момент срабатывания ЭП (окончания движешы механической Иодашазюй системы).

Дня уменьшения времени диагностирования и получения большего объема информации о динамических, параметрах срабатывошы аппарата целесообразно наряду с простейшим тестовым воздействием, т.е. вюпочаыем па постоянное напряжение, использовать специальные тестовые воздействия - включение катушки аппарата от прямоугольного импульса напряжения заданной длительности, ох синусоидального напрокешя, от . предварительно заряженной конденсаторной батареи. Выбор входного воздействия диктуется поставленной диагностической задачей и пиши технических средств диагностики. При проведении диспюсшровшиш в стационарных условиях (в депо) при помощи ЭВМ

" ? - " л г я

•so о a d

Вреицс

о

ПИМ^ с

р НС. 2.

Переходные процессы при щоцопешг! ЭП на постоянное напряжение:

а) тиснение усилия откяючаюиггД пруязшы;

б) гамеппше начального воздушного зазора.

целесообразно нспользовпгь несколько типов входных тестовых воздгЧспчей дкя попученип бо.т.-е полного объеиа М'.фориацш! о техническом состояпзги кошрошфусиого ебъсгсга.

В трсп.гЛ гагаае представлены дза Ргршзгга разработанной а дассфтацш! математической модели, оппа.шиощей процессы гфи гжлгочаши - выключении элкстромкатпшюго привода.

Первый ппригнт подели бвз\грустса пя итгихн/', тащки н тис.ипс сущссгаующих ыатеимжесгсцх моделей, опксывтощнх совместное проккатге элвсфонглигтых к мехгаш'.есзсах процессов, применительно к решешно задач диагпосписи подтскного состава. Для этого приняты схсяы замещения нехяннчеосой и зле:лр1!ческой чг.сга аппарата по рнс.З, а, б, 'по позволяет описать процессы » ЭП при его пюяо»гешг.1-вшзпочешт, огасной дифференциальных уравнений:

с!Ф

<Л* ¿а ,, ч (2У('>)2 ¿О, 1 ^

(з)

Ф&$а Ф1Ш .

лА.»' *

где гч - пртеденное сопротивление фиктивной вторичной обмотки вихревых токов, 1 - момент инерции якоря,

Л - начальное натяжение отключающей пружипы,

- площадь поперечного сечения воздушного зазора н ццппггопроводд. Уравнение (1) модели описывает злапрнчсскне процессы, в катушке аппарата при его срабатьтяшш, урсенате (2) описывает механическое данясаше подвпжлоЯ системы аппарата. Уравнения (3) и (4) учитывают действие внхревых токов и вмражшот связь между элаарнчесгашн н мопппиымп величинами. Дшгаая модель разработана на основе теории электромагнитных процессов в цепях со сталью при учете динамики мехшпгоеской сстемы ЭМА.

При расчете эяастромйгпптного иомепта, разрезаемого приводом, учтено изменение магнитной проводимости воздушного зазора по схеме, показанной на рнс.З, в. Электромагнитный момент, развиваемый приводом, рлссчнтыв естся следующим о брадой:

\

(И' ¿о.

. ж=2О]'¿а' где (7, - проводимость воздушного зазора, рассчитываемая кис

СУ, = <7 + С?,+£?а ;

где С, О, - магнитные проводимости соответствующих участков воздушною зазора (рнс.З, в).

о)

Wlre=D(k-(4-a))

3)

U

в)

R.

R,

рис.3.

Схс?„;ы замещения глаетромггкитного сппррата: а) подсюгснгя система; С) катушка управления;

в) опрадепгиио магнитной прс5оди*гостн воздушного заюра.

Вихревые токи существенно влияют на собственное время срабатывшша аппарата; в рассматриваемой модели мощность потерь от ьнхревых токов заменена мощностью потерь в фиктивном сопротивлении г (рнс.З, б).

Насыщение стали мопштопровода учитывается аппроксимацией кривой намагничивания с помощью полиномов илн сплайн функций, а таюке двумерной зависимостью, показанной нарнс.4, а.

Далпаа математическая иодсль является иелннейной, поэтому найти се аналитическое решение без существенных допущений невозможно, хотя в некоторых работах предлагается такое решение на базе аппроксимации. Для этого необходимо перейти от нелинейных характеристик к линеаризованным либо на всей их длине, нлбо на небольшом участке » окрестности выбранной базовой точки. Одияасо данные допущения существенно ьлиязот на точность описании переходных процессов митемьпгческоН моделью и поэтому о и:« пе могут бить прппяты доя решети диагностических задач.

Чшжяшый расчет данной матемюлгческой модели па ЭВМ показал, что погрешность описшшя переходных процессов пе прешли ост 5-6 %, что приемлемо дая поставленной зеддчн.

Второй вариант математической модели использует другой подход к задаче описания динамики системы ЭП на основе принципа Гамильтона. Применяя для нахолдкеиия ургшюшй сирнацпошшй принцип, сыбпрасм дая харистернстшсп

о)

<00

зго ««1»; 200 160 о

1Л.

б)

1

««

рис.4

я) крггаяч нпитшчняггим нсппггопроводд реле РП-2Е0; б) ысвнвллелтная тащукпгаиость реле РП-280.

системы ашоз}то функцию Лагрмска, или лпгрпттсиан, явлгюпцгося функцией системы коордгамт 7, скоростей >, н времешх I. Пыбнрпя а качестве кинетической энерпт системы мггяцтную энерпяо, получаем следующую систему обобщенных координат, прпзедамую в табл. 1. Выбираем мапштнуго знерппо в качестве кинетической.

Таблица 1

Обобщенные координаты

| Переменные 1=1 Механические 1=2 Электртеские

X Ч

1, X 1

Р, Мх V

-I, Жх и

0, /(>) е(<)

Лшрапжнаи имеет вид:

1 ' 1

Ь = Г' - V = -Мх' + / г (1,х)Ш-^В*'; »

где Т, V • соответственно кинетическая коэнерпи и потенциальная энергия для консервативной части системы.

Окончательный вид уравнешй, учиггывая реальную кривую нсмгпшчнишшя иапппо1.ровода рсде, (рис.4, а) и эквивалентную индуктивность Ь, (¡, х ), зависящую ' от тока катушки (и воздушного зазора х (рис.4,6):

М х- А'(х)! + А1(х)^*Аг(х)1^+АЦх)'^+ А\(х)у| +

+ рхл />(А + (4-х)) = /(О

Мх)1л Аг(х)11 + Л,(х)1> +

+ [^(х)+ А\(х)1 + Л^х)? + Л1(х)1> + л;(х)/4]~+ «г-1/(0

где А/ - масса подвижной системы, р- коэффициент вязкого 'тратя, /(() - электромагнитная сила,

А0 ...А, - аппроксимирующие пошшомы 4-й степени;

, , д д , •^...^-производные —•/<„... —по коорд инате ккоря х.

Таким образом, дмшая модель автоматически учитывает поток рассеяния; ocmm.Hi.te эффекты (пынучкнание, начальное патяжаша пружппы) учзпъвшотся также, ла. н ь нервом варианте модели.

В дстядщ>й.Ш058 рассматривается решение диагностической задачи для ЭП йо.

| ¡-п.км-, несходного процесса. Эги.кривые изменения тока катушки ¡(1) и функции

*

Н»-миш нрп икшочсшш игцг выкл20чс1иш алшркта могут быть нспо.тьзовгшы в АСТД

дня днагпоспгческого контроля, поскольку они содержат в нсзрпом виде ннфприяцкю о техническом состоипш н параметрах пртодп. Су'цностъ процедуры диагностического контроля состоит в том, чтобы в кривой 1(1) для конкретного I! сп ытателы I о го режима выдеягпъ характерные наиболее информативные диагностические признаки, по которым в процессе испытаний конкретного образна можно было бы идентифицировать неисправности в соотвеггстънн с алгоритмом постепенной детализации дефекта. Сначала выделяется наиболее простая диагностическая задача, решаемая для зпклннешюго привода, когда кривая ¡(1) шгеег нонотонпый вид. При этом нет необходимости пналпзнроаять всю кривую 1(1), достаточно определить интенсивность ((!Ш1),^0 на начальном этане включения - она соответствует велнчюте рабочего зазора п магнитной системе атшярата п зпюшненном нолтеяаиш.

В общем случае врн рпаеннн диагностической задачи вычисляют все Д!!".п:осг:г1Иза!е пршнакн н по каждому нэ них лпалюируют вхождение каяздой вешгп'шл, относгацейса к одной ¿о групп контрольных пгрг.игггр°и. п заданное коле допуска, определяемое зяргшее путем проведения испытаний партии исправных приводов. При обнаружении выхода контрольного параметра за границы поля допуска определяют возможные дефекты Наиболее хсроятными являются такие дефекты аппарата Д„ которые по результатах! анализа встречаются наиболее часто н идегпнфшцфуются одновременно но нескольким диагностическим лризнакли й1/),). Сгепшь ннформитншюсти каждого из этих диагностических парамстроя Я} должна быть заранее определена по отношению к конкретному дефекту, т.е. к нзиененито нормативного (постоянного) конструктивного п.-ряметря А', истодами теории чувствительности. Мерой илфорнатпппост даатоспгоеского признака яплястся коэффициент чувствительности:

äk, Д к, .

än" ш, '

где Дk¡ - отклонение параметра Kt от его нормативного значения Кт ; ЛПj - иьгшанное 3111м отклонением измените /7(.

Совокупность у у этих коэффициентов для вссх сочетаний inj образует матрицу размером i xj г, которой дик удобсгса сравнительной оценки эта коэффициенты дини и относительных едшищох:

К in, UJ'ttfJ

где А',, , II ^ - номинальные значения К,, Я, , соответствующие середине поля допуска, т.е. относапшсся к ксиравиоиу аппарату с идеальной настройкой. Сооокунность коэффициентов у' позволяет оценить их информативность, которая

может бить рассмотрена ко дауы критериям. Во-первых, для решения днгитюсшчсосой задачи отбврезэх дай кдздого i ндлбодьяшс ко ьбеотаотной иеиятапс коэффпцнмтш у'. Это позволяет определять работоспособность днашостарусмого о5»гасге ь целой,

* ч

т.е. решать задачу мша <да - не г». Во-пторцх, дня локализации дгфеала весьма вежно hu совокупности y' идятакфтдарооадь нсншрг.шость, поскольку одни и тот же дгфаа

i может ixuiiiiiL па шмеиеинг нескольких дам-иосхичеаэа прнзшисоь, Ешш это вшшшв мрошишотса ь равенстве коэффициентов у', то задача локализации дефекта не ммгет

бы п. решена, хотя определить состояние объекта п целом момшо. Поэтому для оцаики локалдэусмосш дгфг;д:а но каждому нразнмо' ыохст бмжь мспользоыша sitiponiis. Ксаи upuasib донущоше, что вдюшояь р, откяоиешш конструктивного шрвысхра l\¡ 11 результате оисвоиегыя дшигиооического параметра Ií¡ ироаорщюгишыл

юадогпя» «оэффздисдаа чувявитеиыюсго у , то приведя сумму ЧсоэОДтдоапоа

чупотшеяыгосга по столбцу шприцн к едошще, мо:хмо рассчитать энгрошпо дяммоЯ

сг.сгеиы:

//(*) = ¡»г/,

Тиетге покатается, что вероятность одярприюяюго кояяляшя дяух ксзкгргниостсЯ рпзиа пуд'о, я все возмоязале состояния системы известны.

Комплексное диагностирование ЭПС прп помося АСТД целесообразно выяолтпъ г я б",?с тчтсоЧ посдедогатслыюстп решения диагностической задачи:

1) спрсдошпат качественно, работоспособно ли длягаостпрушое оборудрямше, эя гтеппмяльпое гремя при пояучяпт ответа «да - ня>>;

2) по .дйзгпосгичесжйм призшжш ©сугаесяшямт ютофеваэсшшй локек дефекта с ужззгпкем гсепкретпой неясярягност ЭП; ,

3)по шжолпгнпын о АСТД аатепгаюяш данным роимо» задачу кроп:оз2фо2.'лня технического состояли аяпграта, определяя при этой сто ресурс и соотаетспиашо пробег податяягого состялп до очередного планового котрохш.

Р ятго^ гяакс нзяоуяны результаты практического использования выполненного ¡тесдгдоЕШЯГя, которое ргсаеталось и дзух нятграилеглих, перзое из гтх предполагает ©боспоаяа;4 структурных реязкягй по дяяшогпгсепату контролю, рлзргЛмтку аггорятиоа п программного обеспечашя для комплексных алтомапгжроааяцих снстш те»игтеского диыностлровлшя (АСТД) подвижного состаяа на базе ЭВМ. Программное обеспечение дня контроля злегсгромапитплх тшгрюо» итонъэоа&но и АСТД, рдарпботягандх МИПТон и используемых иди внедряемых е. лскомотнвных депо Ноаоиоскозос, Узловая, Снолспсзс, Упечя Москозсясой зяеяеэиой дороги.

Второе пппрязлпгае разработан диагностическою оборудо»?-шш дяа леи.) связано с созданием портальных приборов - тестеров, которые маюяьэукпт принцип

проверки реле, контактора или злектропнсвматнческого вентиля в переходном рснаше. Разработано два иада таких тестеров - в одном использован хотроиь ЭП при подключении его к предварительно заряженной аккумуляторной батарее, а в другом -контроль ЭП при отключении его от источника электрошггания. Эш тестеры внедрены в пракпису проверм! ЭП в локомотивном депо 'ГЧ-1 н в вагонном депо ВЧ-1 Октябрьской железной дорога без демонтажа контролируемых атшрагон. По уксзш!ш.ш тестерам получены аатенты на изобретения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

(.Неисправности реле, зляяромагшпных контакторов и эяастропневматичеаснх вентилей на локомотивах и вагонах составляют до 15% от общего числа отказов тягового иоданнмого состава. Существуюпцте методы контроля электромагнитных аппаратов при плановом техническом обсяужзтошт подвижного состава недостаточно эффективны для быстрого и качественного обнаружения и устранения неисправностей, особенно при дщлгосшровлшш подвижного состава при помощи ЭВМ.

2.. Предложенная классификация иеишрмшосгей элекхромвпитшх приводов ашюратов подвижного состава позволила выделить в отдельную» группу наиболее характерные уз имеющих место дефектов в практике эксплуатации и разработать дая них метод днетшишошгого «втомготшгровшшого контроля технического сосгожжы при заходе подиюздэго состава п депо, ревизуемый при помощи диа»шосшческош комплекса на безе ЭВМ.

3. Разработана нелинейная мптемашчеасгш модель экектромашишаго привода хннирити, позволяющая проанализировать ьшшшс отклонений характеристик и параметров привода па переходимо процессы н нем с достаточной дни решения шмляжшюИ задняя точностью г/рп различных функциональных м тестовых и 1.одс<|стоила Зга модель учитывает нелинейную зависимость магнитного потока от

тока в обмотке н от рабочего зазора, рассеяние магнитного потока, вихревые токи. Наиболее ниформяптиымн диагностическими воздействиями хмтотся функциональные (включение и вытешоче.нпе при использовании постоянного напряжения) н тестовые (етопоташе на прямоугольный импульс, синусоидальное нглрштапге, конденсаторную батарею), поэволгло^ше получил. наиболее лонные данные о техтгаесжом мдапши сривода ч об отклонениях его параметров от номинальных. Дли всех приведенных типов ;цтпюет;5Чсо;нх воздействий установлены гиалпз:1руемые при помощи ЭВМ диагностические признаки, относящиеся в общем случ-лг к трем группам и вы'шсияемыс по параметрам переходного процесса изменения тохп и функция времени (токовые, нремениые, интенсивности). Па примере хозпроюлютх» режима вюсочеяия привода ив постоянное напряжение проведены конкретные ¡«етплты /рмтоеппеаклх пяряметро» и допуски ия них, устниоалешиме спытоым путей.

4. Ни базе математической модели выполнено иодеикроваше переходных процессов и обоснована диагностическая модель, которая па бачв ммодов теории чуасгиггеямюСт н теория Допусков дает фуикцпоиаяьмук» взаимосвязь между «гасяояения?«» кошяруквдкиязмх параметров даяпюстнруемого аппарата и оисшдаешшин соотоетстпугоцшх диагностических признаков, легко замеряемых в процессе контроля.

5. Разработаны диагностические алгоритмы для контроля исправного сосхояипп экектромягшгшого привода и дна локализации дефектов, предназначать»; для нагольэовазтя » кошгагасной автоматизированной системе технической дгтшоемкн нл базе ЭВМ. Определено место диагностических процедур я системе техзшчеисого «бсяунмпаппя и ремонта элеюгрооборудовтнгч" подвижного состава • кях л существующем ьпрнамте ремонтного юясва, так и в перспективной системе ремонта но фяхтпческому состоящею. На базе иривелезивлх диагностических мето.чел п

ииоутшов разработаны нортпппшыс приборы - тестеры дш1 контроля

аллароиагшгших прпнодои непосредственно 1и по,ц;11хагом сосггте при

злоароттшим ох бортовой сети иостояшого тока.

Ошовкыв положения диссертации олубяшсовоиы а работах:

1. Нлхифорои Л.В., Кусои К.Л., Щербаков Т.В. Обосновгишс концепции разработка ьсныйшюЙ шстсмы технического днггиостнрошаша транспортных средств при учяе ускомй эксплуатации И Разработка и внедрение новых гехиодопШ на транспорте: тез. доки, научио-техн. конф. - Москва, 1993.-е. 179.

2. Щербаков Т.В. Техническая диагностика злаяромагштплх контакторов и резге ь снсгсы&х укреплении подвижного состава // Мезквузошаом 'с мюед. утешен каучио-нрыя. коиф., иосв. 20-хспао Сам! 11 П'а: тез. дока.- Самара. 1993.- с.74.

3. Щсрбмсо» Т.В. Махсиатишаспя модель электромагнитного контактора электровоза И ее нснашзошшис доя решения задач технической диагностики II Состояние и пгрснагоши р&зшшш яокомахюостроошя: ад. доки, мезд, конф. - Новочеркасск, 199-f.-c.87.

4. Фюктсхо» В.П., Никифоров АЛХ, Щербаков Т.В. Комшшсслос техническое Ям.« (шешройыше эдектронодчшшого свшаа имкгишх дорог ш кшшшчеасом аеацс // Шраиари исрашсишиих цшшюргнык спася Рогеш: тга. деки. В(л-(1иссиГ|>коВ ниуоддесхл. конф. - Москва, 1994. - с. 154.

5 *1'е<»-гпсин» В.П., Щербаков Т.В. Техническая диьгноехшеэ как составная чдеп. ¿»си-мы обеспеченна бсзоняиюсш даижнин имсокоосоросншх поездои. II ('^ът-'.с.;')«;, нерсаозочпы* мроцсссоа : тез. до.ах. ыеьед. шшн.зпуыи. - Моаяиз, }9'л:>

6. Щербаков Т.Н. Техническое яиагпостнроамше аиектромпптты.ч янларйгоя подвижного состава//ООоруд. элехтроподвтт. состава/Моск. гас. ун-г путей шоГип. .- М„ 1996 - с.95-99 : ил..- Рус..- Ден. в ЦШНПЗИ МПС 23.3.96, № С033окд<;Г».

Авторские свидетельства и патенты

7. Раните о выдаче патента №505 0699/07, МКП G05B23/02 1I0IÍM7/00 от 11.2.93, приор. 2.7.92. Устройство дяя контроля эиссгромяппгпнлх реле / Гольлннеш! А.И., Ре:1'1:;'.рд l'.В., Федотов И.И., Феохтисто» В.П., Щербаков Г.В.

3. Решение о выдало патента ?írf>30 26127/07, MICH 005В23/02 11011141/00 or 27.9.95, лриер. 5.5.93. Устройство для контроля электромапнгппл* pene / Гольд'лггеПн А Н., Гейнгард P.D., Федотсг В.И., Феоктистов В.П.,'Щербаков Т.Н.

9. Патент №2017197. Устройств для контроля электромагнитных реле / Гшадштсйн А.И., Рсйнгерд Р.В., Федотов В.И., Феоктистов B.II., Щгрбац-оч Т.Н. - опуб.ч. в )>.11. 1991, >5; 34

10. Решение о выдаче пашни №920 05002/07, МКИ G0ÍB23/02 Н01Р47/00 от 25.10.95, приор. 10/1.93. Устройство дяя контроля электромагнитных реле / Гояьднт-йи A.M., Аипохнн U.M., РейнгоряP.O., Федотов В.П., Феокшсгов И.П., Щербакон Т.П.

11. ЭлектромяппгшыЗ привод. Заявка на изобретение №05 i 04-192/07 / Феиктистоп Jl.fi., Щербчкои Т.В. Заяял. 2Н.3.95, МКИ G05B23/02.

12. Устройство дтч контроля электромагнитного нрниода. Заявка пи »«обретение №951 22222/07 / Феоктистов В.П., Щербаков Т.В. Зпявл. 2«. 12.95

ЩЕРБАКОВ Тимур Вшсторович

и/

ТЕХНИЧЕСКОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРИВОДОВ В ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА CS.09.03 - Электротехнические ком ¡шасси н системы, шсшочян нх унраьлаше и

регулировшше 05.22.09 - Элаиркфшищия железнодорожного транспорта

Сдало а набор 30<№.96, Подписано к печати 30. /0.96.

Формат бума1И 60 х90 1/16 Объем 1,5 п.я. Здкю- Тираж 90 313.

Тшю1рдфня МИШ', Москва, 101475, ГСП, Москва, А-55, ул. Образцова, 15