CC BY
44
УДК 629.4.054.1-92
О. О. МАРЕНИЧ (ДПТ)
ВПЛИВ В1ДХИЛЕНЬ ПАРАМЕТР1В ПРИВОДА ЕЛЕКТРОМАГН1ТНИХ КОНТАКТОР1В ЕЛЕКТРОРУХОМОГО СКЛАДУ В1Д IX НОМ1НАЛЬНИХ ЗНАЧЕНЬ НА НАД1ЙН1СТЬ РОБОТИ КОНТАКТОР1В
Розглядаеться питания шдвищення надшносп електромагнггних контактор1в електрорухомого складу.
Рассматривается вопрос повышения надежности электромагнитных контакторов электроподвижного состава.
The question of increasing the reliability of electromagnetic contactors of the electric rolling stock is examined.
В допомiжних колах та колах керування електрорухомого складу (ЕРС) затзниць засто-совуеться значна кшьюсть рiзних типiв шдив> дуальних електромагнiтних контакторiв. На-приклад, на електровозах ВЛ10, ВЛ11, ВЛ8 для включення та виключення допомiжних елект-ричних машин застосованi контактори МК-310Б, в колах опалення кабш машинiстiв -контактор МК15, для автоматичного закорочу-вання пускових резисторiв вентиляторiв пiд час пуску - контактор МКП-23.
На електровозi ДЕ1 застосовано контактор МК26Д. На електропо!здах постшного струму (ЕР2, ЕР22) для ввiмкнення-вимкнення допо-мiжних машин, опалення та передачi напруги на причшний вагон застосовують високовольт-нi електромагттт контактори КМВ-104А, КМВ-105А; для комутацп кiл низько! напруги з великими струмами та шдуктивностями вико-ристанш контактори КМ3Е i т.д.
Наслщком вiдмов вказаних контакторiв мо-же бути часткове або повне невиконання елект-ровозом чи електропо!здом сво!х функцiй. Тому дослщження можливих причин вщмови цих контакторiв - важлива задача з точки зору збе-реження надшносп ЕРС залiзниць. Однiею з таких причин е вщсутшсть у «Правилах ремонту» та шших нормативних документах на тяго-ву електричну апаратуру вимоги знiмати шсля ремонту електромагнiтних контакторiв, який включае ремонт елементiв електромагнiтного приводу (котушка, осердя, блок-контакту i т.д.), характеристики: статичну = /(5), динамiчну ^дин = /(5), протидii = /(5), де 5 - зазор
мiж якорем та ярмом магштопроводу.
Маемо на увазi електромагштний привод клапанного типу iз замкненим магштопроводом
та поворотним якорем, який найбшьш пошире-ний в електромагштних контакторах ЕРС.
Вщповщш типов1 характеристики наведет на рис. 1 [1].
F с
Рис. 1. Тягова та протидшча характеристика контактора
Ц характеристики приведет до робочого зазору елекгромагтта. Зазор 5в1дп вщповщае
вщпущеному, а зазор 5o - притягненому стану якоря. Протидшча характеристика FH = f (5) визначаеться у сукупносп силою пружини по-вернення та вагою рухомих частин (площа S1) i силами пружин головних контакпв (площа S2). При бшьш детальному розгщщ потр1бно вра-ховувати також сили реакци вщ натиснення головних та блокувальних контакпв.
Статична тягова характеристика, що являе собою залежшсть тягово! сили Fc вщ зазору 5 при постшнш магшторушшнш сил1 (тобто при сталому струм1 у котушщ), повинна обо-
в язково лежати вище характеристики проти-ддачих сил = /(5) .
На етапi руху якоря вщ початкового поло-ження до його зупинки б^ нерухомого полюса шдуктившсть електромагнiту непостiйна, що викликае те, що струм у котушщ при цьому не е сталим. Залежнiсть ^дин за вказано! умови вiд зазору 5 е динамiчна характеристика контактора Рдин = /(5) (точки 5в,дп, а в с).
У процес включення електромагнiта його динамiчна характеристика повинна проходити нижче статично! i для певного включення по-трiбно, щоб динамiчна характеристика лягла також вище протиддачо!.
Пiдводячи тдсумок сказаного вище, можна стверджувати, що для безумовно надшного включення контактора потрiбно, щоб усi характеристики розташовувалися одна вiдносно ш-шо! вищевказаним чином при найменшому допустимому струмi котушки електромагнiту у вшх положеннях якоря. При цьому бажано, щоб рiзниця сил (^дин - ) була достатньо великою. Сила визначаеться за формулою [2]:
^ = 0,5ц 0 ^ (^ 5)2,
(1)
де ц0 - магнiтна проникливiсть пов^ряного зазору;
- площа перерiзу повiтряного зазору;
^ - магшторушшна сила зазору.
Динамiчну характеристику можна визначи-ти за методиками, наведеними у спещальнш л> тературi [1, 2, 3].
До формул, яю наведенi у цих методиках, входять параметри електромагштного приводу (ошр котушки, площа перерiзу повiтряного зазору та ш.).
Пружина - обов'язковий елемент будь-якого контактного електричного апарату.
Характеристика пружини - це ( = /(I), де 2 - зовшшня сила, що дiе на пружину; I - де-формащя пружини.
Для пружини з постшною характеристикою, що мае мюце в нашому випадку, [4]:
2пр = *,
(2)
на вид i взаемне розташування характеристик, вказаних на цьому рисунку.
Дослщження цього впливу е важливою задачею з точки зору надшносп роботи електро-магнiтних контакторiв.
Наприклад, пружина блокування контактора
МК-310Б мае довжину 14,6-0 5 мм, пружина притираюча - 50,5 ± 0,5 мм [5]. Вщхилення вiд сшввюносп зменшуе площу перерiзу повпря-ного зазору, при на^ванш опiр котушок зб> льшуеться та iн.
На практищ вiдхилення можуть перевищу-вати альбомш значення. Якщо в процес збiрки контактора пiсля ремонту або виготовлення складаеться все так, що вс елементи електро-магнiтного приводу будуть мати мшмальш або максимальш вiдхилення, то це може значно вплинути на вид та взаемне розташування характеристик рис. 1.
Для забезпечення надiйного спрацьовування контактора потрiбно встановити зв'язок мiж випадковими вiдхиленнями параметрiв приводу i виникаючими внаслщок цього змiнами характеристик рис. 1.
1ншими словами, потрiбно побудувати ма-тематичну модель впливу вiдхилень на характеристики контактора, щоб запропонувати на основi аналiзу ще! моделi найбшьш ефективнi рекомендаци iз зменшення розходження характеристик за реальних вщхилень вiд характеристик за номшальних значень параметрiв приводу. Пропонуеться наступне. Будь-яку характеристику контактора записуемо у виглядi вхщно! функцп /(х1,х2,...,хп), де х1,х2,...,хп - незале-жнi параметри.
У процес технологи виготовлення, ремонту дшсш значення цих параметрiв будуть вiдрiз-нятися вiд !х номiнальних значень. Тому кожен iз параметрiв записуеться у виглядi алгебра!ч-но! суми xi = хг + Аxi, де 1 = 1,2,...,п .
Риска над х. означае номшальне значення даного параметра, Дхг. - його випадкове вщхи-лення вщ х1 внаслiдок вказаних вщхилень. Вважаючи Ах. для сукупносп дослiджень не-скiнченно малими, вихщна функцiя отримае прирiст:
де 2 - жорстюсть пружини з монотонною характеристикою, Н/м.
1з формул для визначення сил, вказаних на рис. 1, видно, що вщхилення параметрiв елеме-нтiв приводiв електромагнiтних контакторiв вiд !х номiнальних альбомних значень впливають
' = ^—йх,
дх
дх2
д/ п д/
—-—йхп ="У—йх, .
п /_1 1
дх-
дх
(3)
Дат, як перше наближення, рахуемо, що ус можливi значення А/ в залежносп вiд випад-
ково! величини Ах. розподiляються за норма-льним законом, що у бшьшосп випадюв шд-тверджуеться практикою, дисперсiя якого
f
=z
( M Y
f
ÖX:
(4)
Знаючи
вих1дну
характеристику
f (Xj,x2,...,xn), знаходимо теоретично чисельш
параметри ïï нормального розподшу: номшаль-не значення ща функцiï у вигляд1
f ( X1, X2 ,..., Xn
) та ïï дисперсго af . Дисперсда a^ кожного з параметрiв, якi
входять у диференцiйне рiвняння (4), попере-дньо встановлюемо або за результатами спеща-льних експерименпв, або на основi обробки накопичених статистичних даних у виглядi
Z(x-- х-) -X*-
' n
(5)
де n -кiлькiсть даних, якi характеризують па-раметри x- .
Далi порiвнюемо теоретичне значення дис-персiï CT^f з ïï значенням af, яке знайдено на
основi експериментальних даних. При цьому:
_ N
2* a f =
К - f )
N
(6)
N
_ I /
де / = 1N ; N - кшьюсть експериментальних
замiрiв, яю проведенi при перевiрцi вихiдно! характеристики / (х1, х2,..., хп ), тобто ще! характеристики за номшальних значень незалежних параметрiв у формулах, що описують дану характеристику. Наприклад, формула (1) для статично! тягово! характеристики.
Стутнь вщповщносп теоретичного розпо-дiлу експериментальному знаходимо, викорис-товуючи критерн Колмогорова або Пiрсона. Вiдповiднiсть вважаеться припустимою при до-вiрчiй iмовiрностi 10 %. Пiсля цього на основi аналiзу рiвняння (4) визначаемо найбшьш сут-теву складову дисперсн i розробляемо конкрет-нi рекомендаци зi зменшення !! впливу на змiну вихiдно! характеристики.
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Таев, И. С. Электрические аппараты автоматики
и управления [Текст] / И. С. Таев. - М.: Высш. шк., 1975. - 223 с.
2. Тихменев, Б. Н. Подвижной состав электрифи-
цированных железных дорог [Текст] / Б. Н. Тихменев, Л. М. Трахман. - М.: Транспорт, 1980. - 471 с.
3. Захарченко, Д. Д. Тяговые электрические аппа-
раты [Текст] / Д. Д. Захарченко. - М.: Транспорт, 1981 - 247 с.
4. Александров, Г. Н. Теория электрических аппа-
ратов [Текст] / Г. Н. Александров, В. В. Борисов, В. Л. Иванов. - М.: Высш. шк., 1985. -312 с.
5. Осмотр и ремонт электромагнитных контакто-
ров при технических обслуживаниях текущих ремонтах отечественных электровозов постоянного тока. Технологическая инструкция ТИ484 [Текст]. - М.: ПКБ главного управления локомотивного хоз. МПС, 1982. - 82 с.
Надшшла до редколегп 25.03.2009.
