CC BY
32
© С.В. Иванова, В.В. Коренский, 2003
УЛ К 621.356
С.В. Иванова, В.В. Коренский
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПОВРЕЖЛЕННОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ЭЛЕКТРОВОЗА РУЛНИЧНОЙ ОТКАТКИ
Значительное место в технологической цепи добычи полезного ископаемого подземным способом занимает электровозный транспорт, бесперебойная работа которого позволяет добиться высоких технико-экономических показателей. В основном, в рудниках опасных по газу и пыли применяют два вида электровозов, контактные и аккумуляторные.
Последние исследования в области эксплуатации рудничной электровозной откатки показывают, что 55ч65 % времени ее простоя приходится на отыскание повреждения, а 35-45 % - на его устранение. Разработка и применение в горнорудной промышленности устройства, позволяющего быстро и точно произвести отыскание поврежденного элемента электровозных аккумуляторных батарей (АкБ), чрезвычайно улучшили бы условия их эксплуатации.
Проведение систематических профилактических осмотров и испытаний, уменьшает количество отказов в результате повреждений элементов АкБ, но не исключает их возникновения, а следовательно и затрат времени на их устранение. Поэтому, радикальным средством предупреждения повреждений и уменьшения времени простоя электровозов является применение высокоточного и чувствительного устройства. Предметом данного исследования явилось отыскание поврежденного элемента АкБ рудничного электровоза.
Одним из распространенных видов повреждения АкБ является повышение проводимости изоляции О одного из ее элементов влекущее за собой, как снижение емкости батареи, так и увеличение потерь энергии через развивающееся повреждение. Быстрое указание места нахождения поврежденного элемента, без раскрытия взрывобезопасной (РВ) оболочки и разборки АкБ, поставленная перед авторами задача. При ближайшем рассмотрении АкБ ее можно представить как последовательное соединение активных двухполюсников с параметрами Ек = 1,2 В и ^к = (2-2,5) Ом.
Извлечь информацию о повреждении изоляции (утечки на корпус) одного из элементов простыми методами практически невозможно. Но представление этого элемента в виде активного четырехполюсника (рис. 1) может облегчить поставленную задачу.
Определим параметры такого элемента одним из наиболее распространенных методов холостого хода и короткого замыкания.
Определенные по результатам опытов с помощью
ных из [1, 2] формул
стические сопротивления
метричного четырехполюсника ^ одинаковые, как со стороны входных, так и со стороны выходных зажимов
' = 4ав1сБ (1)
Кс = ■ К1КЗ
и постоянная передачи д
% = УІ я1К / Я1Х = т
(2)
(3)
1, 1 + т
ё = — 1п-------
2 1 - Т
полностью совпала с результатом полученным из формулы
1, ^1
ё = а = — 1п—L-L
2 и212
(4)
А = Б = скё; В = ЯссИё; С =
I, = С (и2 + и02
По их значениям определены коэффициенты четырехполюсника
к (5)
При этом система уравнений активного симметричного четырехполюсника имеет следующую запись
и01 = 2 + и02) + В!2 (6)
■) + О! 2
Опыты проводились с элементами электровозных АкБ типа: ТНК-400-45 и КЬ-400-45, результаты опытов и расчетов сведены в таблицу.
Параметры «Т»-образной схемы замещения и01 и и02 (рис. 1) получены по результатам опытов, а из формул, использующих коэффициенты четырехполюсника R и О,
А - 1
к =о = с . (7)
Каскадное соединение четырехполюсников дает более полное представление об электровозной АкБ.
Цепная схема (рис. 2) состоящая из п одинаковых, симметричных четырехполюсников также является четырехполюсником, отличие состоит только в характеристическом сопротивлении ^ и постоянной передачи дц. Система ее уравнений также аналогична уравнениям четырехполюсника и записывается в виде
= и \скёц + ! 2 Кц яЬёц
!1 = Жёц + !2С^ёц ^ (8)
К
известна связь [1, 2] между Rц = Rс и дц.= пд, подставляя эти значения в (8) получим связь между параметрами элемента и АкБ в целом
Оіх иоі Ііх Оік 11К 0о2 Й1Х Й1К А В С гс д R 0
В В А В А В Ом Ом Ом См Ом Нп Ом См
1,9 0,6 0,61 1,2 0,61 0,6 31 1,96 1 2,4 0,033 8 0,26 2 0,033
и\ = и\chng +12 Яс $кщ
и1
І1 = —- shng + 12сШё Яс
(9)
Так как і-тьій четырехполюсник является активным, то и,1 = и 1 + пи01, а и1 = и2 + пи02 .
Такая схема в теории линий с РП носит название однородная «цепная», а ее входные параметры являются функциями многих переменных.
Это, и параметры і-того элемента АКБ ^і и 0оі, и величина сопротивления утечки Ryt через поврежденную изоляцию элемента, а так же координаты у этого поврежденного элемента. Таким образом, контроль за изменением или 0вх несут информацию о состоянии АКБ в целом и ее элементов в отдельности.
Определение значения входного сопротивления цепной схемы может быть произведено по формуле
Кх = £ = К
1- 1
Ян + ЯсгЫё
Кс + Кн ^пё
(10)
или определено с помощью моста постоянного тока. Но, являясь функцией многих переменных ^, определенное даже с высокой точностью, не дает ного ответа о местоположении поврежденного мента АкБ. Решение оказалось неожиданно простым! Необходимо не определение величины ^ с помощью моста постоянного тока, а его влияние на состояние
Рис. 1. Определение параметров элемента электровозной АкБ
Рис. 3. Устройство определения места расположения поврежденного элемента АкБ
Рис. 2. Цепная схема замещения электровозной АкБ
равновесия. Уравновешивание необходимо производить калиброванным сопротивлением ^, для заведомо неповрежденной АкБ, в ее модели включенных в смежные плечи моста.
На рис. 3 показана схема устройства, представляющая собой одинарный мост постоянного тока. В верхние плечи моста включена модель АкБ и одно из сопротивлений Rlt. Симметрия не является необходимым условием для АкБ, а довательно четное количество элементов в батарее не обязательно [3]. В нижние плечи моста включена АкБ с сопротивлением утечки Ry няющимся, как по величине, так и по положению.
В нормальных условиях работы при жденном элементе АкБ Rk отключено, мост новешен, стрелка измерительного прибора в «0» положении. Так как выполняется условие новесия моста равенство произведений ний противоположных плеч
я,
, • к = К - к
к Мод АкБ к
Возникновение повреждения Ry в одном элементов АкБ приводит к изменению его сопротивления Rвх и разбалансу моста. Уравновешивание моста возможно при включении сопротивления Rk в модели таким образом, чтобы модели
уравновесило RАкб поврежденной АкБ. Методика поиска поврежденного элемента следующая: Rk, включенное в любую точку модели, вызывает изменение Rмoд, как по величине, так и по знаку. Положительные показания НИ мы получаем в точках до повреждения «0+», отрицательные - после «0-». Последовательными перемещениями и регулировками добиваемся «0» индикации прибора, что свидетель-ствует о совпадении как величины Rу и Rk, так и их координаты, положении на к-томзвдяме«тенАнБспособ и устройство определения поврежденного элемента электровозной АкБ позволит быстро, с высокой точностью и без разборки РВ оболочки не только указать поврежденный элемент, но и определить величину сопротивления утечки Rу. Такой подход дает возможность диагностировать электровозные АкБ, не позволяя развиваться каналу повреждения до критического состояния. В настоящее время лабораторный образец устройства проходит испытания в условиях лаборатории ТОЭ МПТИ(ф)ЯГУ.
я,
(11)
Rv
из
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. - М.: Гардарика. 1999.
2. Поливанов КМ. Теоретические основы электротехники, ч.2, Энергия, 1972.
3. Коренский В.В. Способ определения места по-
вреждения изоляции тяговой аккумуляторной батареи. Сб. «Наука и образование» № 2,. Якутск, 1999
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Иванова С.В, Коренский В.В. - ПТИ(ф) ЯГУ.
Файл:
Каталог:
Шаблон:
Ш
Заголовок:
Содержание:
Автор:
Ключевые слова:
Заметки:
Дата создания:
Число сохранений:
Дата сохранения:
Сохранил:
Полное время правки: 1 мин.
Дата печати: 09.11.2008 0:40:00
При последней печати страниц: 3
слов: 1 173 (прибл.)
знаков: 6 688 (прибл.)
ИВАНОВА
G:\№ работе в универе\2003г\Папки 2003\GIAB8_03
C:\Users\Таня\AppData\Roaming\Microsoft\Шаблоны\Normal.do
Определение координаты поврежденного элемента
статья
Коренский
30.06.2003 11:47:00 2
30.06.2003 11:47:00 Гитис Л. Х.
