Разработка методики и аппаратно-программного комплекса диагностирования технического состояния электрических цепей электропоездов

• Автор: Казарин, Денис Викторович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 213 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ..

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Обоснование выбора объекта исследования

1.2 Анализ объекта исследования

1.2.1 Конструктивные и схемные особенности электрических цепей . электропоездов различных серий .

1.22 Неисправности электрических цепей.

1.3 Общие положения. Анализ методов и средств диагностирования электрических цепей электропоездов.

1.4 Цель работы и задачи исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ КАК ОБЪЕКТА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ.

2.1 Постановка задача. .

2.2 Выбор диагностических признаков
2.3 Выбор контрольных точек. . .
2.4 Разработка модели электрических цепей электропоезда
2.4.1 Статическая модель
2.4.2 Функциональнологическая модель ..
2.5 Диагностическая модель электрических цепей электропоезда
2.6 Выводы .
3 МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ . ИССЛЕДОВАНИЙ .
3.1 Постановка задач .
3.2 Экспериментальная установка для исследования режимов функционирования электрических цепей электропоездов
3.2.1 Функциональная схема экспериментальной установки
3.2.2 Порядок работы экспериментальной установки
3.2.3 Компьютерное моделирование экспериментальной установки.
3.2.4 Исследование закономерностей изменения диагностических признаков от режимов функционирования.
3.3 Методика определения токов ветвей цепей управления
3.4 Экспериментальная установка для масштабных исследований диагностических признаков на реальных объектах.
3.4.1 Требования к экспериментальной установке
3.4.2 Аппаратно программная база экспериментальной установки
3.4.3 Структура экспериментальной установки.
3.5 Исследования диагностических признаков на реальных объектах
3.6 Результаты экспериментальных исследований.
3.7 Выводы
4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И АППАРАТНОПРОГРАММНОГО ДИАГНОСТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСАИЗ
4.1 Постановка задач.
4.2 Способ диагностирования электрических цепей электропоездов
4.3 Вектор диагностических признаков
4.3.1 Синтез алгоритмов диагностирования.
4.3.2 Структура и алгоритм формирования вектора.признаков
4.4 Методика нормирования диагностических признаков
4.5 Аппаратнопрограммный диагностический комплекс.
4.5.1 Аппаратное обеспечение.
4.5.2 Программное обеспечение
4.6 Выводы.
5 ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
5.1 Постановка задач.
5.2 Реализация разработанного программноаппаратного комплекса.
5.2.1 Конструктивное исполнение
5.2.2 Технология диагностирования
5.3 Внедрение и результаты применения комплекса а депо.
5.4 Техникоэкономическая эффективность
5.5 Выводы.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.И ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Обладая различной надежностью при проектировании и изготовлении, оборудование ЭЦ в неодинаковой степени1 подвержено эксплуатационному износу [, , 9, 0, 2, 4, 5]. Интенсивность износа, а также нарушение регулировок определяется- нагрузочными режимами. В свою очередь нагрузочные режимы, определяемые назначением, функциональными связями и условиями эксплуатации оборудования и электропоезда в целом, крайне неравномерны. Разброс по интенсивности составляет от 1 до циклов включения-выключения, а по некоторым аппаратам до 0 циклов в час []. Наибольшее число случаев повреждений приходится на долю наиболее нагруженного оборудования, что подтверждается распределением повреждений по аппаратуре ЭЦъа. Таблица 1. Систематическая проверка аппаратов ЭЦ с использованием простейших средств индикации, а также методов визуально-измерительного контроля, требующая существенных временных затрат, при ограниченном простое электропоездов в депо, не является объективным критерием качества ремонта и не позволяет, выявлять, накопившиеся за время эксплуатации, скрытые дефекты в элементах. Время, затрачиваемое на выявление неисправностей, качество осмотра и количество выявленных неисправностей при такой системе контроля напрямую зависит от квалификации и субъективных качеств исполнителей [, , 3]. Между тем анализ затрат рабочего времени показывает, что на поиск дефектов в ЭЦ требуется в 6- раз больше времени, чем на их устранение [2, 4, 6, 4 - 6]. В сложившихся условиях решение задачи повышения безопасности и бесперебойности работы парка пригородных электропоездов возможно путем разработки и использования на предприятиях ОАО «Российские железные дороги» систем автоматического диагностирования сложных и наиболее ответственных узлов и систем [6, 7, 1, 2]. Качественное решение поставленной задачи позволит полнее использовать заложенный в оборудовании' ресурс, снизить трудоемкость ремонта и наладки, сократить количество порч и неисправностей ио вине ремонтного персонала, а, следовагельно, значительно повысить безопасность и бесперебойность функционирования железнодорожного транспорта []. Конструктивные и. В1 настоящее время на железных дорогах России, наибольшее распространение имеют электропоезда, следующих серий: ЭР2, ЭР2Р, ЭР2Т, ЭД4, ЭД4М, ЭТ2, ЭТ2М, ЭД9 [2, , , 1, 0]: Анализ электрических схем и алгоритмов работы их оборудования позволил установить, что по электрическим цепям электропоезда постоянного тока условно можно разделить на две группы: ЭР2 и ЭР2Т. К элекгропоездам второй группы относятся также серии ЭР2Р, ЭР2Т, ЭД2, ЭД4; ЭТ2;. Электропоезда переменного тока могут быть разделены на три группы: ЭР9, ЭР9Т и ЭД9. Наиболее значимые отличия указанных групп имеются в системе электрическою торможения, в цепях управления вспомогательными'машинами, а также в установленном оборудовании [, ]. Далее в работе будут рассмотрены ЭЦ электропоездов серий ЭР2, ЭР2Т и ЭР9Т между которыми отличия наиболее значимые. Анализ проведем на примере серии ЭР2 с указанием отличий в ЭЦ электропоездов других групп. Электропоезда состоят из моторных (М), промежуточных (П) и головных (Г) прицепных вагонов. Соединение вагонов между собой по электрическим и пневматическим цепям ио одной из схем: Г+М; П+М; М+П; М+Г образует функционально законченные подвижные единицы - секции. На электропоезде предусмотрен реостатный пуск с переключением тяговых элекгродвигателей (ТЭД) с последовательного на последовательнопараллельное соединение, двухступенчатое ослабление поля на каждом из соединений, реверсирование хода, а также защита от перегрузок, коротких замыканий и боксования. На серии ЭР2Т ТЭД соединены последовательно, предусмотрено шестиступенчатое ослабление поля. На серии ЭР9Т высоковольтная схема включает звено постоянного тока, содержащее две параллельные группы ТЭД и выпрямительную установку, и звено. Тяговая обмотка трансформатора, состоит из восьми секций, заземленных в средней точке через реле заземления. В схемах электропоездов ЭР2Т и ЭР9Т предусмотрено электрическое торможение. Силовые схемы элекгропоездов-представлены на рисунках 1.