Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Диагностика электромеханических систем транспортного комплекса. Контактная сеть. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1410 11 12 13 14 > Следующая >>>

в середине пролета 46–48 стрела провеса отрицательная, у опоры 54 завышен зигзаг контактных проводов; отмечен подбой у опоры 46, резкое увеличение нажатия токоприёмника у опор 48, 58 и снижение нажатия у опор 46, 48, 54.

Фрагмент из файла измерений параметров скоростной подвески КС-200 на главном ходу линии Москва – Санкт-Петербург (рис. 3.18) свидетельствует о высоком качестве регулировки. Скоростная подвеска начинается с опоры № 154. Как видно из привёденных кривых, изменения сил нажатия токоприемника незначительны.

Для корректировки основных параметров используют вспомогательные данные (рис. 3.19) – кривые ускорений токоприёмников, возвышения наружного рельса, радиуса кривизны пути и боковых перемещений вагона.

Боковое перемещение,

Радиус кривизны, см

мм

Возвышение

Ускорение

Рис. 3.19. Фрагмент графической записи вспомогательных

параметров

Примером реализации комплексного диагностического средства является вагон-лаборатория испытаний контактной сети (ВИКС), предназначенный для оценки состояния контактной сети электрифицированных железных дорог постоянного и переменного тока на основе контрольно-измерительных операций, выполняемых специальной аппаратурой информационно-вычислительного комплекса, установленного в вагоне-лаборатории.

Движение вагона-лаборатории может осуществляться как отдельным локомотивом, так и в составе пассажирского поезда. Вагон-

лаборатория состоит из переоборудованного цельнометаллического купейного вагона, в котором размещены:

 система электроснабжения;

 пневматическая система подъёма и опускания токоприёмников;

 система газоснабжения;

 система отопления от 380 В;

 системы дополнительного холодного и горячего водоснаб-

жения;

 информационно-вычислительной комплекс (ИВК).

Для измерения параметров контактного провода используется стереотелевизионная подсистема визуального контроля, предназначенная для измерения высоты и смещения («зигзаг», «вынос») контактного провода при оценке состояния контактной сети электрифицированных железных дорог постоянного и переменного тока вагоном-лабораторией испытаний контактной сети.

В вариантном исполнении в стереотелевизионную систему измерения высоты и смещения контактного провода (КП) встроены два датчика фиксации опор контактной сети правого и левого борта.

Стереотелевизионная система имеет следующие технические характеристики:

 количество объектов, обнаруживаемых СТС, не более 16;

 число объектов (КП), фиксируемых СТС, не более 4;

 измеряемая высота КП относительно базовой линии СТС – от

1934 до 3434 мм;

 измеряемое смещение КП относительно вертикальной оси сим- метрии СТС – 700 мм;

 абсолютная погрешность измерения высоты и смещения КП – 5 мм;

 время проведения одного измерения – не более 4 мс;

 частота записи координат КП – 1 раз на 25 см пути.

Датчики фиксации опор контактной сети правого и левого бортов имеют следующие технические характеристики:

 время проведения одного измерения – 1 раз на 2 см пути;

 частота передачи информации в ЭВМ рабочего места оператора

ИВК – 1 раз на 20 см пути.

В стереотелевизионную систему входят следующие составные части:

 блок оптической системы;

 три цифровые телевизионные камеры CAMTV1-CAMTV3 с

MUXTV

PCDSP_MAIN

Привод крышки СТС

Узлы установки ТВ-камер

ТВ-камера левая

CAMTV2

ТВ-камера

центральная

CAMTV1

ТВ-камера

правая

CAMTV3

XS1

XS3 XS4

XP1

ISA

ЭВМ

встроенными микропроцессорными контроллерами управления фотоприёмником на ПЗС-линейке, фотодиодным приёмником датчика опор и предварительной аналого-цифровой обработкой получаемых видеосигналов на базе сигнального процессора ADSP-2191.

Три цифровые ПЗС-телевизионные камеры CAMTV1-CAMTV3 предназначены для измерения углового положения КП относительно оси оптической системы камеры (рис. 3.20).

Оптические системы правой и левой ПЗС-камер CAMTV2 и CAMTV3 дополнены фотодиодными приёмниками датчика опор. Фотоприёмники имеют поля зрения в виде вытянутого прямоугольника, ориентированного поперек оси ВИКС.

Начало лучей визирования КП каждой камерой определяется положением некоторой узловой точки в центре входного зрачка объектива оптической системы камеры. Узловые точки телевизионных камер размещаются на одной линии поперек вагона параллельно плоскости крышки устройства на расстоянии S (базовое расстояние) друг от друга, причем узловая точка центральной камеры размещается в диаметральной плоскости кузова вагона.

Рис. 3.20. Составные части стереотелевизионной системы

Измеренные значения углов визирования КП крайними камерами



КП



П



Камера левая

Камера правая

Камера центральная

(левая камера) и

(правая камера) при известном базовом

расстоянии S позволяют вычислить высоту контактного провода над линией, соединяющей узловые точки камер (базу ТВ-системы)

и его смещение относительно диаметральной плоскости кузова

вагона

Центральная камера предназначена для выявления и отбрасывания ложных объектов (артефактов), возникающих в точках пересечения лучей визирования, при нахождении в полях зрения камер СТС более одного объекта. Положение контактного провода относительно камер телевизионной системы приведено на рис. 3.21.

Рис. 3.21. Положение контактного провода относи-

тельно камер телевизионной системы

тивно встроены два фотоприемника датчика опор контактной сети правого и левого бортов.

диодными приёмниками датчика опор. Фотоприёмники имеют поля зрения, соответствующие видимым размерам основного стержня фиксатора опоры.

тор со сбросом. Максимальное время интегрирования составляет 500 мкс и рассчитано исходя из требуемой разрешающей способности датчика вдоль оси пути 2 см. Время интегрирования изменяется под управлением микропроцессорного контроллера камеры при изменении

В правую и левую камеру стереотелевизионной системы конструк-

Оптические системы правой и левой ПЗС камер дополнены фото-

Сигнал с фотодиода приёмника подается на управляемый интегра-

уровня освещённости. Дополнительно имеется петля регулировки усиления на 40 дБ, которая позволяет расширить динамический диапазон.

Для обнаружения фиксаторов контактной сети на тросах период взятия отсчётов выбран равным 2 см по пройдённому вагоном пути. Микропроцессорный контроллер камеры обеспечивает цифровую фильтрацию сигналов, получаемых от фотоприёмника датчика опор, и пороговое обнаружение сигналов в дневных и ночных условиях работы. Информация о наличии опоры через контроллер PCDSP_MAIN передаётся в ЭВМ рабочего места оператора ИВК один раз на 25 см пути вместе с информацией от стереотелевизионной системы.

С обоих бортов вагона в аппаратном зале установлены боковые окна, выполняющие функции смотровых фонарей, откуда можно визуально контролировать состояние опор и следить за отклонениями.

Датчик фиксации опор контактного провода сети электрифицированных железных дорог (в дальнейшем – «датчик») предназначен для выдачи в ИВК электрического сигнала (импульса) в момент прохождения ВИКС под местом крепления контактного провода к элементам подвески. Так как крепление контактного провода производится против опор контактной сети, то датчик фиксирует момент прохождения ВИКС мимо опоры контактной сети. В ИВК отмечаются порядковые номера опор и их количество одновременно с другими измеряемыми параметрами сети. Тем самым производится привязка результатов измерений к местоположению вагона относительно опор контактной сети на контролируемом участке железной дороги.

Технические характеристики датчика фиксации опор:

 диапазон расстояний от датчика до фиксируемых элементов креп- ления контактного провода, в пределах которого производится выдача сигналов отсчета (при толщине объекта не менее 10 мм), 2…5 м;

 наибольший угол отклонения элементов крепления провода (ос- новного и дополнительного стержней фиксаторов, фиксирующего троса) от перпендикуляра к условной продольной оси вагона, при котором датчик выдает сигнал, 10 град.

Датчик является устройством, предназначенным для определения момента прохождения ВИКС мимо опоры контактной сети электрифицированных железных дорог и выдачи сигнала в ИВК. Этот тип датчика фиксирует момент прохождения вагона не непосредственно мимо опоры, а под местом крепления контактного провода к опоре, а так как места крепления КП всегда находятся против опор, то датчик и служит фиксатором моментов прохождения вагона мимо опор.

Принцип работы датчика основан на проецировании с помощью оптической системы изображения элементов крепления провода на блок фотодиодов, формирующих электрические сигналы в момент их закрытия элементами крепления.

Изображение любого элемента крепления контактного провода (в данном случае – фиксатора) с помощью объектива проецируется на блок фотодиодов, расположенных по определенной схеме в плоскости изображения объектива. Выходные сигналы с усилителей фотодиодов преобразуются и передаются во внешнее регистрирующее устройство.

Датчик работает как при искусственном освещении, так и при естественном. Днём источником света служит небо, и изображение является тенью фиксируемого объекта. В ночное время включается прожектор искусственного освещения так, что в объектив датчика попадает освещённая часть крепления; таким образом, в плоскости изображения фотодиоды будут не затемняться, как при дневном освещении, а, наоборот, освещаться, т. е. сигналы с усилителей фотодиодов будут иметь другую полярность.

Так как каждый объектив имеет зону резкости, объекты, расположенные вне этой зоны, будут «размываться» и не фиксироваться датчиком.

Для объектива, использованного в этом датчике, зона нерезкого изображения, в которой не вырабатываются сигналы фиксации, лежит выше 5 м, т. е. такие объекты, как, например, провода электропередач, проходящие выше и поперек контактного провода, не фиксируются.

Система наружного телевидения предназначена для синхронной с работой ИВК записи на DVD-рекордер зоны расположения пантографа и элементов подвески контактной сети. Для получения визуального изображения используется телевизионная видеокамера (ТВ-камера), установленная на смотровой вышке. Для камеры существуют два места установки для наблюдения за одним из пантографов ВИКС. Изображение выводится на установленный в аппаратном зале монитор, в качестве которого используется бытовой телевизионный приёмник (ТВ).

Параллельно с записью визуальной информации контроллер PCDSP_VIDEO производит фиксацию на DVD-рекордер информации для последующего поиска на видеокассете записи с выбранным участком и метровых меток для обеспечения параллельного вывода информации на телевизионный монитор и монитор оператора ВИКС в режиме чтения информации из файлов данных.

В режимах записи и чтения информации с видеомагнитофона все

Датчик ускорения левый

Датчик понижения стрелок левый

Датчик подхватов левый

Датчик ударов

Блок обработки сигналов датчика нажатия левый

Блок обработки сигналов датчика нажатия правый

Датчик ускорения правый

Датчик понижения стрелок правый

Датчик подхватов правый

Блок обработки сигналов датчика подхватов и понижения стрелок левый

Блок обработки сигналов датчика подхватов и понижения стрелок правый

Чувствительный элемент датчика нажатия левый

Чувствительный элемент датчика нажатия правый

Делитель напряжения ДНПТ-30

Преобразователь напряжения

функции управления ВМ или DVD-рекордера осуществляет ЭВМ рабочего места оператора ВИКС через контроллер PCDSP_VIDEO.

Подсистема сбора и передачи данных о состоянии контактной подвески включает в себя блок БСО-1 и измерительные датчики, установленные на полозе токоприёмника под высоким потенциалом постоянного тока 3 кВ или переменного тока 27 кВ (рис. 3.22), а именно:

 датчики ускорений токоприёмника в вертикальном направлении (левый и правый);

 датчик ударов (подбоев) (датчик ускорений токоприёмника в го- ризонтальном направлении);

 датчики (левый и правый) подхватов (высота отходящих анкеро- вочных ветвей и дополнительных стержней фиксаторов);

 датчики понижения стрелок (левый и правый);

 датчик напряжения контактной сети с делителем напряжения;

 датчики нажатия полоза токоприёмника на контактный провод

(правый и левый).

Датчик подхватов (ДП) в зависимости от способа его установки на полозе измерительного токоприёмника предназначен:

 для дóпускового контроля положения дополнительных стержней фиксаторов и анкеровочных ветвей;

Рис. 3.22. Расположение датчиков на измерительном токоприёмнике

 дóпускового контроля понижения сопрягаемых ветвей КП на воздушных стрелках относительно основного КП.

На токоприёмнике установлены два типа датчика ускорений (ДУ). Первый предназначен для измерения вертикальных ускорений (для учета массы полоза токоприёмника при измерениях нажатия), второй – для измерения продольных ускорений в горизонтальной плос- кости в направлении продольной оси вагона (для регистрации ударов и подбоев).

Технические данные датчика ускорений

Диапазон измеряемых вертикальных ускорений .............. 5g

Диапазон измеряемых продольных ускорений ................. 50g

Абсолютная погрешность измерения не более ................. 0,1g

Потребляемая мощность от источника

постоянного тока +12 В, Вт .............................................. не более 2

Акселерометр (ДУ) содержит в себе датчик ёмкостного типа, который реализован в виде интегральной схемы, помещённой в герметичный корпус и соединённый посредством кабеля и разъёма с БСО-1. Для каждого типа ДУ используется индивидуальная ИС. Аналоговый сигнал, снимаемый с выхода этой схемы, пропорционален ускорению.

Система измерения контактного нажатия предназначена для работы в составе оборудования вагона-лаборатории испытаний контактной сети (ВИКС) и служит для измерения силы нажатия токоприёмника на контактный провод.

Характеристики системы измерения

контактного нажатия

Диапазон измерения значений силы нажатия ................... 0…400 Н

Абсолютная погрешность измерений (в статике) ............. 1 Н

Полоса пропускания системы ............................................. 0…40 Гц

Система измерения контактного нажатия построена на базе тензометрических датчиков силы, установленных на штатном полозе токоприёмника. На нагрузочных площадках датчиков жёстко закреплён измерительный полоз, который предназначен для восприятия силы нажатия от контактного провода и передачи ее на нагрузочные площадки датчиков. Расстояние между осями нагрузочных площадок датчиков равно 950 мм. В непосредственной близости от датчиков силы на измерительном полозе установлены два датчика ускорения (макси-

мальное измеряемое ускорение 5g), предназначенных для измерения вертикальных ускорений токоприёмника. Дополнительно на штатном полозе токоприёмника установлены защитные полозья, которые охватывают измерительный полоз и защищают его (и установленные на нем датчики) от смещений и повреждений во время работы при наличии незначительных дефектов контактной подвески.

Поскольку чувствительные элементы системы измерения контактного нажатия установлены между измерительным и штатным полозом токоприёмника, система измеряет силу нажатия измерительного полоза на токоприёмник.

Для устранения влияния на результаты измерения силы нажатия ускорений, возникающих при движении конструкции измерительный полоз – токоприёмник показания датчиков силы корректируются по сигналам от датчиков вертикальных ускорений токоприёмника. Корректировка производится в микропроцессорном контроллере.

ИВК вагона-лаборатории предназначен:

 для получения с помощью первичных измерительных преобра- зователей (датчиков) информации об измеряемых параметрах;

 приёма и обработки этой информации;

 записи полученных данных на жёсткий диск ЭВМ;

 отображения результатов измерения на экране дисплея;

 распечатки протоколов инспекционных поездок и результатов

измерения в виде графиков или таблиц.

Информационно-вычислительный комплекс вагона-лаборатории обеспечивает полную автоматизацию процессов измерений и допускового контроля параметров контактной сети. Эти процессы управляются компьютером, который также регистрирует и оформляет получаемые результаты.

Основной принцип построения ИВК основан на унификации внешнего интерфейса измерительных датчиков и предварительной обработке информации на высокоскоростных микропроцессорных контроллерах PCDSP. Применение PCDSP позволяет освободить процессор ЭВМ от выполнения вычислительных операций по первичной цифровой обработке информации, поступающей от датчиков, и задач управления датчиками. Применение PCDSP позволяет также унифицировать программное обеспечение.

Состав, работа и использование по назначению информационновычислительного комплекса приведены в руководстве по эксплуатации.

Измерительные датчики, программное обеспечение и аппаратура ИВК вагона-лаборатории позволяют производить:

 бесконтактное измерение высоты контактного провода над уров- нем верха головок рельсов в диапазоне от 5500 до 6900 мм с погрешностью не более ±10 мм;

 бесконтактное измерение положения контактного провода (зиг- заг и вынос) в плане при количестве проводов от одного до четырёх в диапазоне ±700 мм с погрешностью не более ±10 мм;

 контроль понижения контактного провода на воздушных стрел- ках, положения по высоте фиксаторов и отходящих анкеровочных ветвей относительно основного контактного провода;

 измерение нажатия токоприёмника на контактный провод в диа- пазоне от 0 до 200 Н с погрешностью не более ±5 Н;

 регистрацию ударов по токоприёмнику в диапазоне ускорений от 0 до 50g с погрешностью ±0,5g;

 регистрацию отрывов токоприёмника от контактного провода по мгновенному падению измеряемого напряжения контактной сети в течение 30 мс и более;

 измерение пройденного вагоном-лабораторией расстояния;

 автоматическую отметку опор;

 измерение наклона кузова вагона относительно букс колёсных

пар;

 измерение скорости движения вагона-лаборатории в диапазоне от 1 до 200 км/ч с погрешностью не более ±2 км/ч;

 измерения напряжения в контактной сети в диапазоне от 2,7 до 4,0 кВ постоянного тока с погрешностью не более ±60 В и в диапазоне от 21 до 29 кВ переменного тока с частотой 50 Гц с погрешностью не более ±450 В;

 измерение температуры наружного воздуха в диапазоне от – 500 до +500 °С с погрешностью не более ±10 °С;

 тепловизионную диагностику арматуры контактной сети.

Программное обеспечение ИВК вагона-лаборатории позволяет выполнять следующие функции:

 приём и обработку сигналов от измерительных датчиков;

 отображение результатов измерений на экране дисплея ЭВМ ра-

бочего места оператора ВИКС в графическом виде в реальном масштабе времени;

100

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1410 11 12 13 14 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]