CC BY
37
УДК656.25: 621.318.5
В. В. МАЛОВ1ЧКО, В. I. ГАВРИЛЮК (Д11Т)
АВТОМАТИЗОВАНИЙ КОНТРОЛЬ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТР1В СТР1ЛОЧНОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДУ
Проведено анализ ос новних вщмов стршочних двигушв noCTiиного струму з послщовним збудженням, запропоновано автомат зов алий пристрш для виявлення в ¡дм о в електричних двигушв по кривих споживан-ия струму в умовах експлуатацн на зашзыичмих станщях без перерви в робо'п етрШОК.
Проведен анализ основных отказоа стрелочных двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением, предложено автоматизированное устройство для обнаружения отказов электрических двигателей по кривым потребляемого гока в условиях эксплуатации на железнодорожных станциях без перерыва в работе стрелок.
The analysis of the basic defects of the railway direct current switches with consecutive excitation have been provided, the automated device for detection of electric motors defects by a consumed current curves analyses under operating conditions at railway stations without interruption in work of switches has been proposed.
Вступ. Для забезпечення надшноТ роботи систем регулювання рухом поХздш норматив-ними документами псредбачено проведения перюдичного контролю параметров апаратури залЬничноТ автоматики як безпосередньо пщ час експлуатацн, так 1 в ремонтно-техиолопч-нш дщьниц] (РТД) дистанци сигнашзацЙ та зв'язку [1]. Недолгом ¡снуючоУ технологи контролю € необхщшетъ значних затрат ручноТ пращ, часу та проблематичжсть своечасного виявлення та попередження можливих вщмов пристрозв. Це зумовлюе нсобхщтсть розробки систем авгоматизованого д^агностування пристроив зал!зничн01 автоматики. Одною з основ-них задач при розробщ таких систем с побудо-ва тее^в та алгоритм ¡в д1агностування, яю дозволили б з високою достов!рн1стю провести контроль техжчного стану пристрош зал1знично1 автоматики, а при виявлетп дефекту локал!зу-вати Гюго з заданою точшетю. В робот] [2] авторами на основ! анализу статистичних даних ви-значено фактори, що е важливими для розробки рашональних алгоритм ¡в д1агностуванпя колш-них пристрош електричноУ централ ¡за шУ (ЕЦ) [3], а саме частоту 1х вщмов, стушнь впливу вщмов на затримку ио'Уздш, час, необхщний на усуиення дефекту, економ!чш втрати та ¡нше. Дзагностування систем проводиться за певними д1агностичиими признаками. Правильшсть & вибору с основою розробки як1сних тссгпв.
Метою дано! роботи е розробка автоматизо-ваиого пристрою для контролю основних мара-метр1в стриючного електроприводу, що дозво-ляе проводити вим^ри без виключення стршок з поУзноТ та маиеврово'У роботи.
Анал1тнчнин оглнд. Бшьплсть стршочних привод!в, ЯК1 експлуатуються в даний час на залпницях Укра'ши, приводяться в д(ю за до-
помогою слектродвигун!В постшиого струму з послщовним збудженням якоря.
Серед можливих вщмов елекгродвигутв найхарактершшими е наступи!: вщпай пластин колектор1в, обрив секцп, поганий контакт в ии-тках, обрив обмоток, м1жвиткове коротке зами-кання, коротке замикання в обмотщ статора [2].
Основними причини порушення роботи ниток 1 колектора е наступш:
- колектор забруднюеться вупльним пилом вщ ниток 1, якщо вчасно його не очистити, ви-никае ¡скршня м!ж шутками 1 колектором, яке Ух поступово руйнуе;
- ¡золяшя колектора понижуеться за раху-нок вологи 1 вупльного пилу, або шдгорае через неякюну проточку якоря;
- погаис натиснення ниток на плаетини; зеув иптки щодо нейтрал! ! затискання иптко-тримача гайкою за рахунок невщповщносп розм]ру втулки пнткотримача;
- замикання на колектор] через з'еднання вивод1в виаслщок недбалого паяння вивщиих кшщв секцш обмоток до пластин колекторов або металевих задирок, що утворилися в проце-Ы обточування колектора [3; 4],
1нод] при робот! двигуна спостерпаггься перегр!в пщшипниюв. Таке явище часшпе за все викликано мехашчним руйнуваниям шд-шипника, пщвищеним тертям мше сальником 1 валом або вщеутшетю осьового люфта, Переев електродвигуна у зв'язку з короткочасним повторним характером роботи двигуна можли-вий тшьки при короткому замиканн] пластин колектора або секций якоря [5].
Переварка стЬючиих двигушв при пе-ршдичних оглядах. При перюдичних огля-дах стршочних елсктропривод1в [I] електро-мехашк СЦБ повинен виконати наступи! дп по
псрсшрш СТрШОЧНИХ ДВНГуШВ ПОСТ1 иного струму з посщдовним збудженням.
Огляд колсктора й щггкотримач^в д вигу на. Провертаючи колектор, проводиться очищу -вання його чистою тканиною, ЗМОчено! бензином. ГНсля чнщсння необхщно оглянути пове-рхню колектора. Колекторш пластини не по-ВИН1И шдшматися одна над !ншою 1 не мати раковин в1д шдгоряння, м!ж пластинами ма-ють проглядатися проточки на глибину 1мм. При прокручуванш колектора необхщно сте-жити, щоб не розмикалися контролын контак-ти автоперемикача. Псрев1рти ппткотримач 1 щшьшегь притиснення вупльннх нпток до ко-лекторних пластин, очистити ппткотримач в!д вупльного пилу, Особливу увагу варто звер-пути на облягання колсктора вс!ею повёрхнею пйток, вщсуттсть перекосу щиок 1 нндмфно-го 1ХНього зношування. Вим1рювальним при-ладом мае бути перевфено вщеутшеть обрнву ССКЦ1Й якоря, для чого при виключеному кур-бельному контакт! шдключити прилад до ниток I ПОВШЬИО провернути яюр на повний оборот. При справному стаж сскцш омметр пока-же ошр якоря, значения якого наведет в тсх-шчшй карт! № 17, табл. 1 у виггадку обриву прилад покаже значения опору, в 2 рази (Нль-ше, або нескшчешнсть.
Переварка струму, епоживаного елекгродви-гуном при нормальному псрсвсденш стршки й робо'п слектродвигуна на фрикц1ю. Дану роботу, як правило, обЧднують ¡з переваркою стрь лки на щшьшеть прилягания в1стряк1в. Вико-нугться меревфка слсктромонтсром або елект-ромехашком. Електромехашк, погодивши роботу !з ДСП, вщкривае слектроприв!д, шдключае амперметр до курбельних контакт 1 робить запит до ДСП про переведения кигька раз!в названо! стршки. Електромонтер закла-дае шаблон м!ж в1стряком 1 рамною рейкою. Електромехашк шд час роботи двигуна на фрикцио вим!рюе амперметром струм при пе-реведент стршки в плюсове «+» та шнусове «-» положения ( записуе щ значения на окре-мпй лист. Шкала амперметра повинна дозво-ляти визначати значения струму з точшетю до 10 1 А. Визначивши струм слектродвигуна при робот1 на фрикшю, внмфюють струм нормального переведения. Значения струму визнача-сться по максимальному вщхиленню стрелки амперметра. Отримаш значения етрум!в необхщно П0р1вняти з нормативним значениям, шо зазначено в журнал! техшчно? перев1ркн фор-ми ШУ - 64. Кр1м того значения струм1в елек-тродвигуна при робот! на фрикцио при переведение стршки в «+» i «-» положения не по-виннс псрсвищувала на 10 % вщ середнього арифметичного значения обох струм!В.
Якшо при нормальному струм! фрикцп сгршка погано переводиться, то це означае, шо в стршочному перевод! е дефекти конструкций або утримання його не проводиться належшш чином и потр1бно його ретельна переварка. У випадках коли амперметр, установлений на пульп-табло, забезпечуе необхщну точнють, дозволяеться псрев1ряти струм без шдключен-ня амперметра в приводи
Вим!р напруги на електродвигуш при робот! на фрикцию. Одни раз у р1к електромехашк разом з електромонтером вим!рюс напругу на електродвигуш при робот! на фрикцио. Ви-М1р проводиться, як правило, при перев!рщ стршок на щшьшеть прилягания в1сфяка. Електромонтер за клада г шаблон М1Ж ветряком ! рамною рейкою, електромехан!к вим!рюе напругу, а ДСП переводить строку. Вимфювалъ-ний прилад пщключають до початку переведения стрелки до серсднього й крайнього виво-дш (робоч! для даного напрямку руху). При зворотному неревсдени! напругу вим!рюють на ¡нших робочих виводах. Ыапруга на електро-двигун! при робот! приводу на фрикшю не повинна бути нижче номшально'1.
Для визначення справноет! елсктродвигуна необхщно переВ1рити ошр ¡золяци обмоток слек-тродвигуна в!диосно корпуса, ошр обмоток збу-дження, якоря, стан колектора й ппткового вузла.
Он!р 130ЛЯЦН обмоток слектродвигуна з мон-тажем вщносно корпуса вим!рюють мегаоммет-ром напругою 500 В. Вивщ приладу «Земля» пщключають до корпусу, а вив!д «Лшя» - до одн!еУ з вивщних клем слекгродвигуна. 1золяц1я обмоток елеюродвигуна, шо персбувас в скс-плуатащ1, з монтажем повинна бути не менш 5 Мов. Оп!р !золящТ знову встановлюваного елек-тродвигуна повинна бути не менше 100 МОм.
Огнр обмотки збудження перев!рясться при-ладом на шкал! вим!ру опору. Перед вим1ром монтаж з контактного гвинта елеюгродвтуна зн]-мають. Один з в и вод ¡в приладу пщключають до крайньоТ вивщно1 клеми слектродвигуна, а шшнй — до л!в01 Щ1ТКН колектора. Оп1р другоУ обмотки збуджения вим1рюють аналопчно. Ошр обмотки якоря вим1рюють пщключенням приладу до щ(-ток слектродвигуна при замкнутому курбельному контакт!. Для персв1рки цтеносл кожноГ пайки колсктора потр1бно ПОВШЬНО провернут як1р на повний оберт. У справному стан! обмотки, омметр буде показувати оп!р якоря. У випадках за-бруднення колсктора прилад покаже завишений 01пр, а при м1жвиткових замиканнях - занижене,
У збор! з витками яктр елекпродвшл'на утво-рюс два паралельш ланцюги, кожей з яких скла-дасгься з 12 сскц!й якоря, з'еднаннх поелщовно через колскторн] пластини [6]. У випадку обриву секци в одному з паралельних ланцюпв якоря
прилад покаже значения опору, в 2 рази бшьше, тому що в цьому випадку ланцюг буде проходи-ти тшыси через один з паралельних ланцюпв. При обрив! двох i больше секщй, прилад покаже в одному з гюложень якоря неекшчешпеть (обрив). Колсктор i иптковий вузол псревфяеться в!зуально. KpiM того, исобхщно перев!ряти сту-пшь 1скр]ння шд краем пцтки i i"i зногаування. Зношувапня щггок допускаетъся до 40 %. 1ск-ршня на колектор! елсктродвшуна типу МСП не повиннс бути виluc другого ступсня. Несправш електродвигуни рсмонтуються в РТУ дистанц!У. Вщрсмонтоваш електродвигуни повинш мати ощнку РТУ про перев!рку. Пюля замши елскт-родвкгуна обов'язково перев1рпти струм при номшальиому переведена стршки й робот! сле-ктродвигуна на фрикцно. Замшу електродвигу-нш рееструють в спещально видшеному для qiei мсти журнал!, що зберятаеться в електромехаш-ка. Перед замшою елсктродвигуна псревфяеться вщповщшеть робочоУ напруги номшальиому зазначеному на паспортшй öipni, легкость обер-тання якоря й наявшеть поздовжнього люфта.
Bei ni вим1ри потребують значних затрат часу з боку пращвниюв служби Ш, а також тимча-сового вилучення стршки з роботи, так як Bei иерещрки виконуються при вщкритому стрелочному привод! i вимкненому курбельному конта-itri, або потребують контрольних l]cpeвoдiв erpi-лки. Тому актуально створитп систему автома-тичпо'У nepcoipKK стану стршочних двигутнв.
Метод вилпрювання криво! споживания струму в автоматичному режимL Для д¡агностики двигушв СП з використанням датчнюв, необ-хщно в стр¡лонному перевод! встаиовити датчики, як! коптролюватимуть стан стршочного двигуна. Також необхщн! додатков! жили кабелю для перс-дач! шформаци вщ датчиюв на вир!шальн! при-строУ. Це пов'язано з великими додатковими кат-таловкладеннями. Запропонована система шагнос-тики стршочного електродвигуна не потрсбуе до-даткових датчики i гтрацюе без перешкод для нормального функцюнування ЕЦ. Винеети pirneH-ня про енравшеть i працездатшеть двигуна ми мо-жемо по кривж споживання струму. Для реестра-ци споживанога струму, необхщно створити на-ступну гцдсистему д1агмосгики (рисунок). В робо-ЧЙЙ коло СП в дроти Л1 i Л2 встановлюсмо резистор з невеликим опором Rt (1-2 Ом). Значения опору взято за умови, що воно мае бути меншим, н!ж onip двигуна у момент пуску (деюль-ка Ом). Напруi'a на резистор! R, пропорцшна струму стрелочного двигуна. Сигнал з резистора подасгься на пристрШ узшдження (УС1). При-стрж узгодження с дальником напруги, де вхшпий сигнал перетворкхться до р!вня, який можна по-давати на вхщ АЦП, Резисторы R, i блоки УС1
встановлююгься окремо для кожноУ стршки 1 роз-мщуються в релейнш шмнатт поста ЕЦ,
Пристрш для контролю стану стршкового переводу мкггктъ резистори Я,,.., К п, Я п, кот-р1 вв1мкнсн1 в робоч1 ланцюги живлення стрш-кових привод) в станцн, приеднаних до вход!в перетворю вач1в(д¡льниюв напруги), виходи кот-рих шдключеш до вход!в блок!в гальвашчно! розв'язки котр! в свою чергу передають сигнал на вхщ мультиплексора. Вихщ мультиплексора подключений на вх!д аналогово-цифрового пере-творювача (АЦП), а з виходу АЦП подаеться на рспстр вихщ якого шдключений до входу мЬк-ропроцссора, котрий в свою чергу зв'язаний з портом електронно обчислювальноУ машин и. Датчики репстрацн переводу стршки пщключе-ш до ланцюпв керування стршковими переводами в пульт! - табло ! Ух виходи тдключеш до блоку узгодження р1внш сигнашв, виходи котро-го пщключен] до блоку репстрацй початку переведения стршок, козрий своУми виходами пщ-ключений до мультиплексора, вихш якого шд-ключаеться на вхщний порт МК. Виходи МК пщключеш на керуюч! входи мультиплексор!», а виходи ПК пщключен! до лшц диспетчсрського контролю, та на блок в!дображення ¡нформац!У.
Принцип функцюнування присгрою д!агнос-тики стршочних перевода> 11ри перекгаоченн! ДСП стршкового комутатора ! подач! команда на перевод стршки датчик переводу стршки пшклю-чений до ланцюга керування стршковими перево-дамирепструе команду на переведения дано'У стрь лки. Иого вихщ п!дключений до блоку узгодження р1втв сигнал!в у якому автоматично ! вщбуваеться гальван!чна розв'язка, 1 з виходу якого сигнал подаеться до блоку рспстрашУ початку переводу стршок. М!кроконтролер ¡з заданою перюдичше-тю пшключае вихщ блоку репстрацц на вхщ мультиплексора, и цикл!чно перев!ряе наявн!сть сигналу на вах його входах. Визначивши на якому самс вход] мультиплексора е сигнал м1кроконтролер визначае номер стршки яка буде зараз переводи-тись ! вщповщно подае сигнал на другий мультиплексор, який пщключае на вхщ АЦП самс той свш вх!д котрий зв'язагшй з стршкою яка переводиться. Вся ця процедура в1дбуваеться за дужс малий промЬкок часу ! шкроконтролер вегигае настроУтпся на прийом сигналу вщ АЦП за чае, який проходить м!ж включениям реле НПС та реле ППР схеми керування стршкою. Момент коли спрацьовуе ППР вже загшсуеться в м!крокоитро-лер. П^сля спраш>овування ППР по резистору Я починае прозткати робочгш струм, котрий проходить через перетворювач попадае до блоку гальва-тчноТ розв'язки дал! через вщкритий мультиплексор проходить на анагюго-цифровш! перетворювач, в якому оцифровуеться ! в цифровШ форм! передаеться на репстр-замикач з якого циклично
зчитуегься м!кроконтролером. При викорнстанн! еучасних блок!в АЦП,схема с проститься. так як не потр!бний блок гальвашчжм розв'язки (в АЦП е своя гальвашчна розвя'зка). Оцифрована форма криво!' споживання струму елсктродви гуном стрь лочного переводу записусться в пам'ять м!крокон-тролсра 1 поим передагтъея в нерсональний
11
Гапь езш'+и
НЭфуУ! 1 роз |'лжа 1
Дчынкк напрут Л-1 Галь йнг+и
ро.Лвв п-1
Дльш»: нэгр\№п Гэлыэни-ю ронязсап
Мультиплексор
АЦП
комп'ютер. В персональному комп'ютер! крива струму пор1внюсться з щеальною кривою 1 по результатах ЦЬОГО ПОр1ВНЯННЯ виноситъся ршення про стан строкового переводу. Крив! збериаються в масив! на протяз! певно'У кшькосп цикшв, що дас нам змогу бачити розвиток поступових вщмов та прогнозувати час виходу ¡з ладу,
В лмжю ДК
Блек ресстраи/1
МК
¿^ГЦИМ передач! БЛОК БЛОК ресстрацн
Мупьти-ппосоер
ПК
Дксшкй
Рис. Пщсистема д(агностування та контролю стрпючних двигушв постшного струму
з поел ¡до в ним збуджемням
В зв'язку з тим що стрьтки слектрпчноУ центрашзашпо псреводяться з ргзною перюдич-шетю (в1д десятки раз ж на день до декшька раз) в на тиждень), а контролювати нсобх!дно в с! стрелки включен! в цснтрал!зац1Ю, то ПК настроюе в мжроконтролер! пр!оритети зчитування ¡нформа-цц. Для цього в МК настроюються переривання так, що при перевод! деюлыкох етр!лок контролер записуе криву споживання струму в!д тш стр1л-ки, яка перев!рялась найдавн!ше.
Якшо /¿агностика стршочних електродвигушв с одшею з тдсистем загальноТ д!агностикн ЕЦ станцн, ! на станцн обладнано робоче м!сцс елск-тромеханща на баз! персонального комп'ютсра, то функцп м!кроконфояера виконус процесор ЕОМ. В цьому випадку пристросм воображения с дисплей, ню дас нам ряд переваг.
Висиовкн. В робоп проведено анал13 техш-чних перев!рок ефшочних електричних прнво-д!в, що мае обов'язково виконувагися п!д час перюдичного огляду пристроУв зал!знично1 автоматики на станцн. На основ) проведсного анашу запропоновано структурну схему авто-матизованого пристрою контролю основних параметров стрелочного слектроприводу, що
дозволяс проводити вим!рн без виключення
стршок з централ1зацн.
Б1БЛЮГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. ЦШЕОТ 0012,1нструкщя з техшчного обслуго-вувапня пристроУв сигналпаци, централпацп та блоку ваннах — К.: Укрзал1зниця, 1998. - 72 с.
2. Дмшренко И. Е. Измерения и диагностирование в системах железнодорожной автоматики, телемеханики и связи / В. В. Сапожников, Д. В. Дьяков — М,: Транспорт, 1994.-263 с.
3. Перникис Б. Д. Предупреждение и устранение неисправностей в устройствах СЦБ. / Р. Ш. Ягу-дин - М.: Транспорт, 1984. - 224 с.
4. Ягудин Р. Ш. Надежность устройств железнодорожной автоматики и телемеханики — М.: Транспорт, 1989,- 159с
5. Резников Ю. М. Электроприводы ж.д, А и Т — М.: Транспорт, 1985.
6. Безрученко В. Н. Электрические машины' 2-е изд, пе-рераб. и доп. А. С. Хспян—К.: Вища шк, 1987. - 215 с,
Надшшла до редколегп 01. 03. 2007,
