Введение к работе
" Актуальность работы. Тиристорно-импульсное регулирование т говых электроприводов является существенным фактором повышения эффективности электрического транспорта. Вопросам исследования и разработок импульсных систем регулирования тяговым электроприводом посвящено значительное число теоретических и практических, разработок. Ведущими в этой области являются коллективы учёных ЮЛ, (ШГа, ЛЛИіТа, ВН/ИгСГа, Рижского филиала ВНИЯвагоностроения и другие. Ими созданы электропоезда ЭР-2 и 1« модификации, ЭР 12, трамвайные вагоны РВЗ-7, троллейбус ЗИЧ-9 и вагоны метрополитена серии 8I-7I4-t8I-7I9 с импульсным регулированием скорости. Объем действующего электроподвикного состава с импульсным регулированием составляет более 7 тысяч единиц, из них около 70 процентов приходится на вагоны метрополитена. '
Электрооборудование подвижного состава с импульсным регулированием является сложной технической системой, в которой, как показывает практика, наиболее уязвимыми узлами являются силовые тиристорно-импульсные прерыватели тока, отказы которых приводят к тяжелым повреждениям тяговых двигателей и другого электрооборудования подвижного состава. Данное обстоятельство требует обеспечения высокой надежности прерывателей тока. В резении этой задачи значительное место занимает организация их контроля и технической диагностики.
Исследование и разработка методов и средств контроля и технической диагностики прерывателей тока тяговых двигателей начаты вместе с соз^чнием систем импульсного регулирования. В известных работах изложены методы контроля работоспособности
и правильности функционирования прерывателей тока, принципы организации контроля прерывателей тока в условиях эксплуатации, методы контроля состояния элементов контура коммутации прерывателей тока и техническая диагностика тиристоров. Указанные работы явились основой для создания разнообразных методов и средств для обслуживания прерывателей тока на электроподвижном составе железных дорог и городского транспорта. Эти методы и средства являются важной составной частью системы жизнеобеспечения прерывателей тока, но, вместе с тем, они не позволяют осуществить оперативный контроль состояния прерывателей тока (что необходимо для быстродействующей защиты электрооборудования электроподвижного состава при отказах) , прогнозирова,.ле их работоспособного состояния и оценку влияния системы контроля и технической диагностики на качество функционирования электроподвижного состава.
Отсутствие решений по данным вопросам снижает положительный эффект от применения систем импульсного регулирования на электроподвижном составе, и это послужило основанием для выполнения настоящей работы, в которой:
- разработаны методы и средства оперативного контроля
типичных структур тиристорных прерывателей тока, обеспечиваю
щие организации быстродействующей защиты электрооборудования
электроподвижного состава;
-разработаны методы прогнозирования состояния элементов контура коммутации прерывателя тока и метрологическое обеспечение этих методов;
- предложена методика оценки эффективности системы конт
роля электроподвижного состава с импульсным регулированием.
Задача исследования и разработки системы быстродействую-.
щей защиты электрооборудования подвижного состава с импульсным регулированием включает решение таких вопросов, как выявление признаков, позволяющих осуществить мгновенную оценку с гтояиия прерывателей тока прм их отказах, выбор контролируемых параызтров и практическая реализация устройств для контроля зтіпс параметров. Реаелиэ указанных вопросов выполнено по результатам анализа электромагнитных процессов в силовых цепях элек-троподЕКлшого состава с импульсным регулираьанием.
Работоспособность прерывателей тока в значительной мере зависит от состояния злементоз его контура коммутации. Различные 'типы прерывателей тока, используемые на электроподвихном составе, имеют емкостные контуры коммутации, и поэтому применительно к ниц решены вопросы прогнозирования работоспособности.
Влияние системы контроля и технической диагностики прерывателей тока на качество функционирования электроподвютого состава сказывается на времени, затрачиваемом на его обслуживание, и достоверности результатов контроля, определяющих работоспособное состояние оборудования электроподвитяого состава. Для оценки степени такого влияния предложено использовать методы теории вероятности.
Цель работы. Исследование и разработка методов и средств оперативного контроля и прогнозирования состояния элементов тиристорних прерывателей тока тягое"ых двигателей и разработка методики оценки эффективности систем контроля и диагностики электрооборудования электроподвичного состава с импульсным регулированием.
Методика исследования.Исследование и разработка методов и средств операторного контроля состояния тиристоров прерывателей тока выполнены на базе положений теории электричес-
ких цепей и теории импульсного регулирования. При исследовании и разработке методов прогнозирования состояния составных элементов контура коммутации прерывателей тока использованы принципы математического моделирования, планирования научных экспериментов и теории ошибок. Разработка методики оценки эффективности методов контроля выполнена с использованием положений теории массового обслуживания и динамического программирования.
Научная новизна диссертации заключается в:
исследовании и разработке методов и средств оперативного контроля состояния тиристоров прерывателей тока тяговых двигателей;
исследовании и разработке методов прогнозирования состояния составных элементов контура коммутации прерырателей тока тяговых двигателей;
разработке методики оценки эффективности систем контроля и технической диагностики электрооборудования электроподвижного состава с импульсным регулированием.
Практическая ценность работы:
разработанные методы оперативного контроля прерывателей тока тяговых двигателей позволяют создавать эффективные средства защиты электрооборудования электроподвижного состава при отказах систем импульсного регулирования;
разработанные методы прогнозирования состояния элементов прерывателей тока тяговых двигателей дают возможность поддерживать высокую работоспособность систем импульсного регулирования на олектроподвижном составе;'
разработанная методика оценки эффективности систем контроля и технической диагностики прерывателей тока тяговых двигателей позволяет организовать рациональное обслуживание элек-
трооборудования электроподвижного состава с импульсным регулированием.
Реализация г промышленности.
На основании разработанных методов контроля создана (авторское свидетельство ї? 1364499) система оперативного контроля тиристорних прерывателей тока, внедренная в 1991 году на Мытищинском машиностроительном заводе (Арендное предприятие "Метровагонцаїп") в комплекс технических средств контроля и испытаний электрооборудования вагона метрополитена в условиях производства.
Внедрение разработанной системы обеспечивает при контроле и испытаниях электрооборудования вагона защиту его в аварийных режимах, раі.лиряет функциональные возможности и повышает эффективность процесса технической диагностики испытательного оборудования. Экономический эффект от внедрения разработанной системы составит 75 тыс.руб. при годовом выпуске в 200 вагонов.
Апробация работы. Результаты работы и отдельные ее положения докладывались на:
научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов ШТа, 1984, 1985, 1986;
Всесоюзной научно-технической конференции "Автоматизированные системы испытаний объектов, железнодорожного транспорта" Москва, іШГ, 1968;
заседаниях кафедры "Измерительная техника" МЛ-Па, 1988, 1989, 1990, 1991;
заседании кафедры "Электоическая тяга" ММГа, 1991.
Публикации. По одержаний диссертации опубликовано 5 работ и получено I авторское свидетельство на изобретения.
-о - -
Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литература из 99 наименований; содержит 175 страниц, 24 таблицы, 54 рисунка.
