Диагностирование технического состояния коллекторно-щеточного узла тяговых электродвигателей в процессе приемо-сдаточных испытаний

• Автор: Сергеев, Роман Владимирович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 166 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.
1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯ ШЯ КОЛЛЕКТОРНОЩЕТОЧНОГО УЗЛА ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ.

1.1. Причины неудовлетворительной работы коллекторнощеточного узла

1.2. Анализ методов технического диагностирования узлов подвижного состава.

1.3. Анализ методов и устройств контроля интенсивности искрения

1.3.1. Оценка степени искрения щеток по коммутационной реакции якоря.

1.3.2. Фотоэлектрический метод

1.3.3. Контроль интенсивности искрения по токовым пульсациям.

1.3.4. Метод оценки искрения по уровню радиопомех.

1.3.5. Оценка состояния коммутации по форме кривой магнитного потока

1.3.6. Контроль качества коммутации по сигналу с разнополярных щеток.

1.3.7. Оценка интенсивности искрения щеток по импульсам напряжения на сбегающем крае щеток
1.4. Бесконтактный контроль профиля коллектора
1.4.1. Оптический метод.
1.4.2. Радиолокационный метод.
1.4.3. Емкостной преобразователь
1.4.4. Электростатический преобразователь.
1.4.5. Вихретоковый преобразователь.
1.4.8. Методы оценки состояния профиля коллектора в динамике.
1.5. Постановка задачи
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТОДА ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КОЛЛЕКТОРНОЩЕТОЧНОГО УЗЛА ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ И ВЫБОР ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ.
2.1. Метод оценки технического состояния коллекторнощеточного
узла тяговых электродвигателей.
2.2. Выбор параметров диагностического сигнала.
2.3. Определение количественной связи диагностических параметров с визуальной оценкой степени искрения по шкале ГОСТ 3
2.4. Выбор диагностических параметров для оценки состояния поверхности коллектора МПТ
2.5. Выводы
3. ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРВИЧНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЕМКОСТНОГО
ТИПА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ИСКРЕНИЯ КЩУ
3.1. Схема замещения емкостного первичного преобразователя
3.2. Конструктивные параметры первичного преобразователя
3.3. Использование первичного преобразователя емкостного типа при питании от источника постоянного тока
3.4. Использование емкостного датчика при тиристорном питании
3.5. Выводы.
4. РАЗРАБОТКА ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ
КОЛЛЕКТОРНОЩЕТОЧНОГО УЗЛА ТЯГОВЫХ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
4.1. Устройство формирования диагностического сигнала об
интенсивности искрения щеток
4.2. Прибор контроля профиля коллектора
4.3. Устройство обработки и накопления информации о распределении импульсов искрении
4.4. Практические результаты работы диагностической системы
4.5. Выводы
5. ТЕХНИКО ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ.
5.1. Расчет себестоимости программных средств вычислительной 5 техники.
5.2. Расчет сметы затрат разработки аппаратных средств 4 вычислительной техники
5.3. Определение сметной стоимости оборудования. .
5.4. Определение дополнительных эксплуатационных расходов.
5.5. Экономическая эффективность внедрения диагностической системы контроля технического состояния КЩУ тягового
двигателя
5.6. Результаты расчетов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Кроме того, оценивая уровень искрения визуально, испытатель может судить только об общем состоянии коммутации, не имея возможности установить причину искрения. В настоящий период времени наличие большого количества методов технического диагностирования обусловлено многообразием объектов диагностирования и разнообразием задач технического диагностирования, вытекающих из требований, предъявляемых к обслуживанию и ремонту узлов и агрегатов. Методы диагностирования различаются в зависимости от комбинации признаков, характеризующих особенности взаимодействия основных частей системы технического диагностирования, и ее структуры объекта диагностирования, системы сбора, преобразования и передачи информации, а также системы обработки, накопления и отображения результатов 6. Важную нишу в технической диагностике занимают методы распознавания образов неисправностей, являющиеся важной частью технической кибернетики 7. Рассмотрим методы, наиболее часто встречаемые при оценке технического состояния коллекторнощеточного узла тяговых электродвигателей. Статистический метод, особенностью которого является возможность одновременного учета признаков различной физической природы, поскольку они являются безразмерными величинами и характеризуются вероятностями их появления при различных состояниях системы 1. К недостаткам данного метода можно отнести необходимость большого объема информации и возможность потери редко встречающихся признаков, по которым производится диагностирование. Однако при достаточном объеме статистической информации и при возможности использования метода Байеса этот метод может быть наиболее эффективен. Метод экспертов заключается в получении рабочих параметров и диагностических признаков с помощью нескольких людейэкспергов или в измерении с последующим анализом и постановкой диагноза. Этот метод получил широкое распространение при анализе, разработке и совершенствовании методов и систем диагностирования, выборе диагностических параметров, а также при приемосдаточных испытаниях ТЭД. Недостатком этого метода является его субъективность и зависимость определяемых параметров от самого человека, его опыта и профессионализма, что вносит значительную погрешность. Примером использования данного метода может быть визуальный контроль интенсивности искрения при испытании ТЭД на испытательной станции локомотивного депо, когда различными испытателями уровень искрения оценивался поразному. Математические методы в основу которых заложено математическое моделирование, а также применение теории распознавания образов, теории множеств и других. При диагностировании технического состояния КЩУ использование математической модели его работы затруднительно, вследствие невозможности учета всех факторов, влияющих на его работу, поэтому математическая модель функционирования КЩУ может быть разработана с определенными допущениями, что не позволяет производить точное диагностирование. В и б роакустичес кие мстолы получили широкое распространение в диагностировании тяговых электродвигателей и других узлов подвижного состава . Однако с помощью данного метода можно производить оценку только механических факторов, таких как перекосы или повышенные зазоры в подшипниках и зубчатой передаче, осевые разбеги вала и эксцентриситет якоря, неплотная посадка обмоток, переменные магнитные силы, трение щеток. Первопричиной неудовлетворительной работы коллекторнощточного узла является неидентичность коммутационных процессов. В связи с этим особую актуальность приобретают задачи улучшения качества контроля состояния коммутации в условиях неидентичности, определения влияния механических факторов на процесс коммутации и настройки дополнительных полюсов машины с учтом этого влияния. Для решения этих задач необходимо выбрать метод формирования диагностического сигнала и разработать диагностическую аппаратуру, позволяющую осуществлять сравнительную оценку интенсивности искрения однотипных машин и анализировать распределение искрения по коллектору. Ниже приведен обзор методов, позволяющий производить как объективный контроль интенсивности искрения, так и раздельно по каждой коллекторной пластине.