CC BY
37
УДК 656.25: 621.318.5
В. В. МАЛОВ1ЧКО, В. I. ГАВРИЛЮК (ДПТ), М. I. РЕШЕТНЯК (Приднiпровська залiзниця)
ВИКОРИСТАННЯ СИСТЕМИ КОНТРОЛЮ СТАНУ СТР1ЛОЧНИХ ДВИГУН1В ПО КРИВ1Й СПОЖИВАННЯ СТРУМУ В РЕМОНТНО-ТЕХН1ЧНИХ Д1ЛЬНИЦЯХ
Проведено анал1з юнуючо! методики перев1рки в ремонтно-техшчних д1льницях стршочних двигушв постшного струму з послщовним збудженням, запропоновано автоматизований пристрш для виявлення ввдмов електричних двигушв по кривих споживання струму в умовах ремонтно-техшчно! д1льниц1 при перюдично-му оглядг
Проведен анализ существующей методики проверки в ремонтно-технических участках стрелочных двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением, предложено автоматизированное устройство для выявления отказов в электрических двигателях по кривым потребления тока в условиях ремонтно-технических участков при периодическом осмотре.
The analysis of existing method of verification of pointer engines of direct current with the successive excitation in the repair-technical areas has been conducted, the automated device for the exposure of refusals in the electric engines on the curves of consumption of current in the conditions of repair-technical areas at the periodic examination has been offered.
Вступ
Для забезпечення надшно! роботи стршоч-них переводiв в умовах експлуатацп на станци, нормативними документами передбачено пере-вiрку стршочних електродвигушв в ремонтно-технолопчнш дшьнищ (РТД) дистанцп сигна-лiзащ! та зв'язку [1]. Недолгом тако! технологи е необхiднiсть значних затрат ручно! працi, вiдсутнiсть можливiстi визначення стану елект-родвигуна в умовах експлуатацп i як наслiдок замша для перевiрки повнiстю справних двигу-нiв. Це зумовлюе необхiднiсть розробки систем автоматизованого дiагностування пристро!в затзнично! автоматики на станци, та викорис-тання тако! апаратури для перевiрки двигунiв в РТД. Однiею з основних задач при розробцi технологи визначення стану двигуна в РТД е необхщшсть створення стенду для перевiрки двигушв, який дозволив би з високою достов> рнiстю провести контроль техшчного стану двигуна, а при виявленш дефекту локалiзувати його з заданою точнiстю. В робой [2] авторами запропонована тдсистема дiагностування та контролю стрiлочних двигушв постшного струму в умовах експлуатацп на станци.
Метою дано! роботи е розробка автоматизо-ваного пристрою для контролю стану електро-двигуна в ремонтно-технолопчнш дшьнищ при плановш перевiрцi, який дозволить значно ско-ротити час перевiрку та ремонт двигушв.
Методика вимiрювання
Методика визначення вщмов двигунiв в РТД. Найбiльш часто в двигунах постшного струму з послщовним з'еднанням з'являються такi вщмови як коротке замикання та обриви в якорi або обмотках збудження, iскрiння або круговий вогонь на колектор^ iзоляцiя мiж обмотками та корпусом нижче норми. В пунктах перевiрки двигунiв цi вiдмови визначаються наступним чином [3]. Пюля розбирання елект-родвигуна мегаомметром вимiрюють опiр iзо-ляцi!' обмоток збудження i якоря вщносно корпуса електродвигуна. Один вивщ мегаомметра з клемою «земля» шд'еднують до корпусу електродвигуна, а шший до одного з трьох виводiв обмоток статора. Результати вимiрiв заносять в журнал ремонту. Якщо загальний опiр iзоляцi! обмоток збудження i якоря електродвигуна бу-де менший установлено! норми, то шсля вилу-чення якоря додатково проводять т1ж вимiрю-вання окремо для обмоток статора та для якоря.
Перевiрку стршочних двигушв в ремонтно-технолопчнш дшьнищ проводить електромехашк не рщше шж один раз на три роки.
При використанш в пункт перевiрки двигушв методики визначення стану електродвигуна по кривш споживання струму, немае необхщ-ностi проводити такi вимiрювання. С можли-вiсть визначити всi вище перелiченi несправно-стi по кривш споживання струму [2]. Тшьки
для перевiрки опору двигуна вщносно корпусу, необхщно додати до запропоновано! системи пристрш для визначення опору, та шдключити його до вiльного порту ЕОМ. Таю пристро! е типовими i використовуються у всiх сучасних електронних вимiрювальних приладах.
Виявлення i усунення несправностей в обмотках збудження i якоря. До вiдмов яю найбiльш часто зустрiчаються в обмотках вщ-носяться: замикання мiж витками або секщями, неякiсна пайка з'еднань, пониження опору iзо-ляци обмоток по вщношенню до корпусу елек-тродвигуна, обрив провiдникiв. Для виявлення несправностей вимiрюють величину омiчного опору обмоток. При цьому навт незначне вщ-хилення омiчного опору обмоток вщ норми, вказуе на несправноста Перед початком вимь рювання колекторш пластини очищають вiд слiдiв окислення. Для зачистки використовують мiлкозернисту шлiфувальну шкурку.
Для зручностi вимiрювань використовують спещальний пристрiй, де на двох середшх стш-ках розмiщують яюр, а на двох крайнiх стшках закрiплюють типовi щiткотримачi так, що при опусканнi щiток на колектор вони попадають на двi сусщш колекторнi пластини. Через виво-ди до щггок пiдключають омметр. Вщмггивши на колекторi початок перевiрки, вручну повшь-но обертають якiр навколо свое! ош, роблячи вимiри на кожнш колекторнiй пластинi. Омметр повинен показувати постшну величину опору кожно! секци якоря. Для бшьш точного вимiрювання обмоток двигунiв, котрi мають малий опiр (менше 1 Ом ), замють омметра використовують мют постiйного струму.
Для визначення мiжвиткових замикань в обмотщ якоря, можна використовувати метод, оснований на створенш магнiтного потоку в короткозамкнутих витках. Для цього яюр роз-мiщують на стойках пристрою для вимiрюван-ня опору i пiд ним встановлюють реактор. Вщ-стань мiж якорем i реактором повинна бути м> нiмальною, забезпечуючи вшьне обертання якоря навколо свое! ось
При подачi змiнного струму в обмотку реактора магштний потш який при цьому з'явля-еться буде проходити через яюр i при наявностi замикань мiж витками обмотки, виникне струм в замкнутш секци обмотки якоря [4]. Виник-нення струму визначають по притяганню до пазу якоря, де лежить несправна секщя, тонко! стально! пластинки, розмiром 100 х 10 х 0,5 мм. Якiр повертають навколо свое! ос на 1-2 паза, а стальну пластину кожний раз перемщують над якорем на вщсташ 1-2 мм вiд його поверхш.
Щоб переконатися в вiдсутностi обриву в мю-цях пiдпайки виводiв обмоток до колекторних пластин, зшмають в мiсцях пайки бандаж i омметром перевiряють якiсть пайки. Величина опору пайки повинна дорiвнювати нулю. Дефект усувають розпайкою кшця колекторно! пластини, зачисткою його i провiдника та повторною запайкою. Пюля усунення дефекту повторно перевiряють опiр пайки.
При використанш системи контролю та дiаг-ностування по кривих споживання струму елек-тродвигуном, для проведення перевiрки стану обмоток збудження та секцш якоря немае потреби навггь розбирати двигун, достатньо лише ввiмкнути його на декшька секунд i зняти криву струму. При цьому треба враховувати необхщ-шсть запуску електродвигуна з навантаженням, так як при робой в режимi холостого ходу двигун може вийти з ладу. В якосп навантаження можна використовувати заблокований стршоч-ний редуктор, а величину навантаження регулю-вати за допомогою фрикцшно! муфти.
Контрольнi перевiрки електродвигушв. При контрольних випробовуваннях прово-дять: вимiрювання опору iзоляцil обмоток збудження i якоря вiдносно корпусу; випро-бування електродвигуна при шдвищенш швидкостi обертання якоря; перевiрку номь нальних даних i якостi комутацп. Опiр iзоляцil обмоток збудження i якоря вiдно-сно корпусу проводять мегаомметром на 500 В. Опiр повинен бути не меншим 100 МОм. Результата вимiрювання заносять в журнал ремонту двигушв. Для контрольних випробовувань електродвигунiв використовують вимiрювальнi стенди, яю виготовляють в дистанцiях сигнал> зацп i зв'язку. Цi стенди працюють наступним чином. Електродвигун, що перевiряеться, штеп-сельними колодкам шд'еднуеться до стенду. Унiверсальними перемикачами до двигуна шд-ключаеться випрямлювач, ошр якого вiдповiдае даному типу електродвигуна. При перевiрцi на завищену частоту обертання двигуна, яка дозво-ляе перевiрити якiсть бандажiв i крiплень обмоток, шдвищують частоту обертання на 1,5 % в обидва боки на 2 хв. при холостому ходь Щд-вищення кiлькостi обер^в досягаеться плавним регулюванням напруги яка подаеться вщ автотрансформатора ЛАТР. Перевiрку номiнальних даних електродвигуна проводять таким чином. Двигун, який перевiряють поеднують еластич-ною муфтою з шшим двигуном, який працюе в режимi генератора. Обидва двигуни закршлю-ють на спецiальнiй рамi, i на двигун який пере-вiряють подають номiнальну напругу. Реоста-
том встановлюють номшальнии струм, а тахометром визначають частоту обертання. Р!зниця частоти обертання в обидва боки не повинна перевищувати 10 % вщ середнього арифметичного обох швидкостей обертання. Причиною р!знищ частоти обертання може бути змщення щ1ток з нейтраль Яюсть ко-
мутацп визначають при перевфщ номшаль-них даних. Причиною сильного юкршня щь ток може бути погане !х притирання до ко-лектора, неправильне встановлення щ1тко-тримача, слабе або сильне прилягання щ1ток до колектора.
Рис. 1. Структура стенду для перевг
При використанш системи перев1рки двигушв по кривим споживання струму, ми бачимо що повнютю замшити такою системою стенд для контрольних вим1рювань ми не можемо, без деяко! модершзацн дано! системи.
Структура та принцип роботи пристрою для перевiрки електродвигушв в РТД. Для створення пристрою контролю та д1агностування стану стршочних двигушв в примщеннях ремонтно-техшчних дшьниць, необхщно створити стенд, структура якого приведена на рис. 1.
Розроблений авторами стенд для перев1рки двигушв працюе наступним чином. Пюля встановлення двигуна, шдключення до нього жив-лення вщ випрямлювача та з'еднання валу з редуктором, фрикцшна муфта, якою наванта-жуеться двигун, комп'ютер запускае програму перев1рки. При цьому програма перев1рки для двигушв з р1зною потужшстю р1зна. По коман-д1 з комп'ютера вщ джерела живлення через випрямляч на двигун подаеться номшальна на-пруга 1 двигун починае працювати. Крива спо-живання струму записуеться в комп' ютер за таким самим принципом як { при контрол! та д!агностуванш стршок на станцн . Кр1м цього за допомогою блоку електронного тахометра визначаеться частота обертання якоря двигуна. Вим1ри проводяться при переведенш двигуна в один { другий бш. Пюля закшчення цих вим1р1в та зупинки двигуна за допомогою електронного мегомметра визначаеться отр ¿золяцн двигуна вщносно корпусу. При перев!рщ на завищену частоту обертання двигуна, яка дозволяе пере-
и двигушв постшного струму в РТД
в1рити яюсть бандашв { кршлень обмоток, комп'ютер шдвищуе частоту обертання на 1,5 % в обидва боки на 2 хв. Пщвищення кшькост обе-рт1в досягаеться плавним регулюванням напру-ги яка подаеться вщ автотрансформатора ЛАТР. Номшальний струм при цьому вистав-ляеться за допомогою Я2 . Ця перев1рка проводиться вже при знятому навантаженш. Як стае зрозумшим ¿з вищесказаного за допомогою такого стенду ми можемо за 1-2 хвилини зробити повну перев1рку електродвигуна без дютавання якоря { розбирання двигуна.
Норми часу на ремонт i перевiрку електродвигуна МСП.
Час на перев1рку та ремонт одного двигуна [3] визначаеться за формулою:
Т=Т0П + Т0б + Тт + Ттп + ТПв0Н (1)
де Топ - оперативний час, який для даного типу двигуна дор1внюе 121,65 хв;
Тоб - час обслуговування робочого мюця, 1,094 хв;
Тпз - пщготовчо-заключний час, 5,96 хв;
Ттп - час видшений для техшчних перерв;
Тпвон - час перерв на вщпочинок та для осо-бистих потреб, 8,637 хв.
В цшому час перев1рки одного двигуна складае 137,341 хв.
Як видно з приведених норм, основну час-тину часу складае саме оперативний час, складов! частини якого наведен! в табл. 1.
Таблиця 1
Складов! частини оперативного часу для перев1рки електродвигушв
№ п\п Змгст роботи 1нструменти та вимiрювальнi прилади яю використовуються для роботи Оперативний час на елемент витрювання, нормо-хвилин
1 Розкриття електродвигуна (зшмання шестерш, передньо!' та задньо!' кришок) Знiмач, викрутка 2,60
2 Дютавання якоря - 1,00
3 Зшмання подшипника з якоря Зшмач, 2,40
4 Очистка якоря 1 статора в1д пилу 1 бруду Пензель, пилосос 3,80
5 Вим1рювання опору Ьоляци якоря !статора Мегаомметр 2,20
6 Закрiплення бирки з номером даного електродвигуна - 1,0
7 Установка якоря в сушильну шафу - 1,0
8 Розбирання i чистка щгткотримача Викрутка, торцевi ключ1 8,40
9 Збирання щикотримача Клемнi ключ1 7,40
10 Зшмання двох котушок Викрутка 1,40
11 Чистка котушок i двигуна зсередини Пензель, пилосос 3,25
12 Установка котушок на мюце Викрутка 1,20
13 Установка передньо!' кришки статора Викрутка 2,20
14 Очищення якоря ввд лаку Металевий шкребок 5,60
15 Просочення якоря лаком - 2,20
16 Вимiрювання иоляци якоря i статора Мегаомметр 2,20
17 Продорожування колектора якоря Лобзик 30,20
18 Обробка колектора якоря шляхом шль фовки - 9,80
19 Промивка пвдшипнишв бензином - 1,60
20 Змазування шдшипнишв - 1,00
21 Запресування подшипников - 1,00
22 Збирання електродвигуна Викрутка, торвдв! ключ1 9,60
23 Перев!рка стану повздовжнього люфта Щуп 1,00
24 Притирання щггок та перев!рка роботи двигуна на стенд! без навантаження Стенд для випробовувань 5,20
25 Установка шестерш бронзов1 втулки, молоток 2,00
26 Перевiрка електродвигуна на фрикц1ю Стенд для випробовувань 3,80
27 Заповнення i наклеювання етикетки Ручка, етикетка 1,00
28 Фарбування електродвигуна - 7,60
Як видно з таблиц 1 оперативний час 121,65 хв. потрiбний для виявлення i усунення неспра-вностi. При використанш стенду для автомати-зовано! перевiрки стану електродвигунiв по кривш споживання струму, час потрiбний для визначення стану електродвигуна буде склада-ти 1-2 хв i повшстю компенсуеться часом Тпз (пiдготовчо-заключним) 5,96 хв.
При повшстю справному стан електродви-гуна час Топ буде складати лише 1 хв, ( пункт 27 табл. 1) що потрiбно лише для заповнення та наклеювання етикетки. Крiм цього при перев> рцi стану двигуна зникне потреба в чаш для техшчних перерв Ттп i в часi на перерву для вiдпочинку та для особистих потреб Тпвон . В1д-повiдно з цим, формула (1) набуде вигляду:
Т = Т
+ Т0б + Тп;
(2)
За формулою (2), час на перевiрку повшстю справного двигуна складатиме:
Т = 1,00 +1,094 + 5,96 = 8,024 (хв).
При використанш запропонованого методу велика економiя часу в порiвняннi з нор-мативним часом досягаеться за рахунок того, що при юнуючш методищ перевiрки та ремонту навпь повшстю справний електродви-гун необхщно розбирати, вимiрювати мега-омметром стан iзоляцi! статора та якоря, проводити вимiри на обрив обмоток i корот-ке замикання, проводити контрольш випро-бування, промивку, змазку та замшу тдши-пниюв, i т.д. При використаннi системи дiаг-
ностування по кривим споживання струму, проводимо nepeBipKy без розбирання двигуна. Розглянута ситуащя повнютю справного двигуна не е рщкюною, так як двигуни на перев> рку в РТД поступають не при ïx вiдмовах, а через задану нору часу експлуатацн при пла-нових перевiркаx (для рiзниx стрiлок вона може бути вщ одного кварталу, до одного разу на три роки). I тому багато двигушв яю потрап-ляють в РТД е повнютю справними.
У випадку, коли двигун не справний, час на перевiркy та ремонт також значно скоро-чуеться, оскшьки за допомогою пристрою контролю двигуна по кривш споживання струму визначаеться яю саме несправност е в двигуш. Це дае змогу не проводити перевiркy вшх частин двигуна, а усунути тшьки наявнi несправность Таким чином час Топ на ремонт двигуна при використанш запропонованого методу значно скоротиться. Наприклад при наявност в двигуш розбитого тдшипника при справносп вшх iншиx частин двигуна, система визначить цю несправнють i елект-ромеxанiкy необxiдно буде виконати лише пункти 1, 2, 3, 13, 21, 22, 23, 25 табл. 1, i вщ-повщно час Топ буде дорiвнювати 21,8 хв. i за формулою (1) ми отримаемо час на ремонт i перевiркy двигуна з заданим дефектом:
Т = 21,8 +1,094 + 5,96 + 8,637 = 37,491 (хв).
Як ми бачимо час необхщний для усунення несправносп приблизно в 3,7 рази менший, в порiвняннi з нормою для iснyючоï технологи. При рiзниx дефектах економiя часу буде зви-чайно рiзна, але постшно бiльша нiж час кот-рий затрачуеться на ремонт зараз.
Висновки
Таким чином ми можемо зробити висно-вок, що використання системи контролю стану двигушв по кривим споживання струму в РТД дасть нам можливють суттево зменшити час перев1рки та ремонту двигушв, тим самим значно тдвищити продуктивнють пращ. А при використанш системи д1агностики та контролю стршочних перевод1в по кривш споживання струму на станщях дистанцн, замшу електродвигушв на запасш можна буде проводити при прогнозуванш виникнення вщ-мов, а не через заданий пром1жок часу. Це дасть нам можливють не привозити на пере-в1рку в ремонтно-техшчну дшьницю двигуни без несправностей, а також запоб1гати затри-мкам в рус потяпв в зв'язку з вщмовою стрь лочного двигуна в привод! стршки.
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. 11111 0042. Пристро! сигнал1заци централ1за-ци та блокування. Технолопя обслуговування. - К.: Укрзал1зниця, 2007. - 461 с.
2. Малов1чко В. В. Визначення даагностичних ознак для автоматизованого контролю техшчного стану стршочних електродвигушв / В. В. Малов1чко, В. I. Гаврилюк, В. Я. Юзяков // Вюник Дшпропетр. нац. ун-ту теш акад. В. Лазаряна. - Вип. 16. - Д.: Д11Т, 2007.
3. 11111 0046, Типовий проект оргашзаци роботи ремонтно-технолопчно! дшьнищ дистанци сигналь заци та зв'язку.- К.: Укрзал1зниця, 2007. - 91 с.
4. Безрученко В. Н. Электрические машины / 2-е изд., перераб. и доп., В. Н. Безрученко, А. С. Хо-тян. - К.: Вища шк., 1987. - 215 с.
Надшшла до редколегп 14. 08. 2007.
УДК: 656.25.621.318
А. П. РАЗГОНОВ, А. В. АДРЕЕВСКИХ, Б. М. БОНДАРЕНКО, Д. А. БЕЗРУКАВИЙ, А. Ю. ЖУРАВЛЕВ (ДИИТ)
МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ МЕТОД ДИАГНОСТИКИ РЕЛЕ
Багатоканальний цифровий метод дiагностики реле полягае у використовуванш експериментально оде-ржаних даних, для обчислення характеристик i параметрiв випробовуваного реле. Пiд час реестрацп динамь чних характеристик паралельно по вах каналах, здiйснюеться аналогово цифрова обробка результапв, методом порiвняння i3 закладеними в пам'ять комп'ютера допусками i робиться висновок про справшсть при-
ладу.
Многоканальный цифровой метод диагностики реле заключается в использовании экспериментально полученных данных для вычисления характеристик и параметров испытуемого реле. Во время регистрации динамических характеристик параллельно по всем каналам, производится аналогово-цифровая обработка результатов, методом сравнения с заложенными в память компьютера допусками и делается вывод об исправности прибора.
The multichannel digital method diagnostics of relay consists in the use of experimentally findings, for the calculation of parameters of examinee relay. During registration of dynamic descriptions parallel on all channels, analog-to-digital treatment of results is produced, by the method of comparison with the admittances stopped up in memory of computer and is drawn conclusion about the good condition of device.
Наряду с развитием микропроцессорной техники и технологии в системах железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ) электромагнитные реле продолжают выполнять важнейшие функциональные задачи. Высокие требования, предъявляемые к надежности систем, достигаются путем значительных трудозатрат на профилактику и контроль параметров реле в ремонтно-технологических участках (РТУ) дистанций сигнализации и связи.
Эти проблемы решаются методами и технологиями, разработанными в середине прошлого столетия. Причем выполнение ремонтно-профилактических работ требует высокой квалификации специалистов, выполняющих основной объем технологических операций по измерению и контролю параметров, практически вручную.
Для совершенствования технологии контроля и измерения, особенно механических параметров реле авторами предложен ряд технических решений [1-5].
Использование предложенных устройств и способов успешно решает проблему обеспечения надежности электромагнитных аппаратов на основе компьютерной технологии, включающей автоматическое тестирование основных параметров реле с последующей оценкой реакции объекта и ее сравнением с эталонной. Кроме того, по принятым критериям, например запасу ресурса, может определяться очередной межремонтный период. Это позволяет перейти
к более эффективному обслуживанию объекта по его текущему состоянию, поскольку своевременное обнаружение дефектов экономит средства на устранение последствий отказов.
Целью статьи является разработка многоканального программного комплекса на основе аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) и анализ результатов, полученных предложенным цифровым методом тестовой диагностики реле.
Для решения этой задачи использовалось автоматизированное рабочее место (АРМ-РТУ-Р), регистрирующее динамические характеристики реле одновременно по трем информационно-измерительным каналам: электрическому, акустическому и оптическому без снятия защитного кожуха [6-8].
Сущность предложенного многоканального цифрового метода тестовой диагностики заключается в использовании данных, одновременно полученных с помощью АРМ-РТУ-Р по этим каналам для вычисления требуемых параметров реле. Динамические характеристики работы реле снимаются при помощи аналоговых датчиков АРМа, преобразуются в цифровой код с помощью АЦП и передаются в системный блок компьютера. После этого производится программная обработка результатов и их сравнение с записанными в памяти компьютера допусками. Структурная схема многоканального комплекса представлена на рис. 1. Алгоритм работы комплекса на рис. 2.
