CC BY
142Надежность, живучесть, безопасность
23
УДК 656.257+681.518.5
Нормирование активной мощности двигателей переменного тока при переводе стрелки
В. М. Чухонин, Б. Л. Горбунов, Е. В. Басалаев Кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах»
Аннотация. Предлагается решение задачи нормирования активной мощности, потребляемой электродвигателем при переводе стрелки, оборудованной электроприводом с двигателем переменного тока.
Ключевые слова: железнодорожная стрелка; стрелочный электропривод; двигатель переменного тока; активная мощность двигателя; усилие перевода стрелки.
1 Введение
Опыт эксплуатации стрелок, оборудованных электроприводами с двигателями переменного тока, показывает, что не решен вопрос непрерывного контроля усилия перевода стрелки. Один вариант выхода из сложившейся ситуации - это контроль электрических параметров стрелочного электропривода. Для более детальных исследований данного вопроса и решения поставленной задачи был разработан контроллер КДУПС, который в настоящее время проходит опытную эксплуатацию. Проведенные исследования [1, 2] показали, что активную мощность, потребленную двигателем переменного тока, при работе стрелочного привода можно использовать как косвенный параметр, характеризующий усилие перевода стрелки. После выбора параметра необходимо решить вопрос его нормирования. Вариант нормирования активной мощности при переводе стрелки и будет рассмотрен в данной статье.
2 Параметры исследуемого электропривода и результаты экспериментов
В качестве примера пронормируем мощность для стрелочного перевода с параметрами:
■ крестовина - 1/11;
■ рельс - Р-50;
■ привод - СП6-БМ (МСТ-0,3, 500 Вт).
Введем следующие понятия:
мощность нормального перевода - активная мощность, потребляемая электроприводом во время перевода стрелки (Рнп);
мощность фрикции - активная мощность, потребляемая электроприводом во время работы его на фрикцию (Рфр).
В 2012 г. были проведены испытания стрелочных электроприводов НО-1010 на стенде проверки Армавирского ЭМЗ. На рис. 1 показана полученная зависимость активной мощности (Р) от усилия (F), прикладываемого к шиберу электропривода СП-6. Будем считать данную зависимость эталонной для всех электроприводов данного типа.
В 2013 г. были проведены испытания на действующей стрелке одной из станций Петербургского метрополитена. Зависимость мощности Р от F перевода СП-6БМ в реальных условиях показана на рис. 2 (усилие менялось настройкой фрикционного механизма и контролировалось прибором УКРУП). Перед проведением измерений стрелка была смазана и проверена в соответствии с техническим регламентом. Будем считать данную зависимость эталонной для данного типа стрелочного перевода.
Сравнивая графики на рис. 1 и 2, можно сделать вывод, о том, что активная мощность двигателя при работе его в составе стрелочного перевода возрастает в отличие от измеренной на заводском стенде в среднем на 27,6 % (табл. 1).
В [3] приведены нормативные усилия перевода стрелки при работе на фрикцию:
■ 2100 Н - минимальное;
■ 3000 Н - максимальное.
Максимальное усилие нормального перевода составляет 1550 Н [4]. По данным значениям и графику рис. 1 определим нор-
24
Надежность, живучесть, безопасность
мативы активной мощности для двигателя в заводских условиях. Ранее было установлено, что активная мощность электропривода возрастает при использовании его в составе стрелочного перевода (в эксплуатационных
условиях) на 27,6 %, поэтому необходимо полученные нормы соответственно увеличить. Результаты расчета норм активной мощности для разных режимов работы стрелочного перевода приведены в табл. 2.
Рис. 1 Мощность и усилие перевода стрелки в заводских условиях
Рис. 2 Мощность и усилие перевода на реально работающей стрелке
ТАБЛИЦА 1 Относительная разница мощностей
Параметр Усилие, Н
2000 3000 4000 5000
Мощность (рис. 1), Вт 200 280 365 425
Мощность (рис. 2), Вт 270 360 450 525
Относительная разность, % 35 28,57 23,29 23,53
Надежность, живучесть, безопасность
25
ТАБЛИЦА 2 Рассчитанные нормы активной мощности
Параметры Нормы активной мощности
при нормальном переводе при работе на фрикцию
максимум минимум максимум
Усилие, Н 1550 2100 3000
Мощность в заводских условиях, Вт 160 210 260
Мощность в эксплуатационных условиях, Вт 204 267 331
3 Заключение
Актуальность полученных таким образом норм на активную мощность подтверждает временная диаграмма одного из переводов на действующей стрелке, обслуживаемой в соответствии с требованиями регламента ТО (рис. 3).
Среднее значение мощности нормального перевода по графику (см. рис. 3) составляет 150 Вт, что меньше 204 Вт, а следовательно, стрелка в данный момент работала в штатном режиме.
Среднее значение мощности при работе на фрикцию по графику на рис. 3 составляет
280 Вт, т. е. находится в диапазоне от 276 до 331, что также подтверждает штатную работу стрелки.
Для нормирования активной мощности для других типов стрелочных переводов необходим сбор соответствующей статистической информации и дальнейшая ее обработка вышеуказанным методом.
Следует сказать, что контроль активной мощности электродвигателя и времени перевода стрелки может существенно повысить качество диагностирования всего стрелочного перевода в режиме реального времени.
Рис. 3 Временная диаграмма изменения мощности при переводе стрелки
Библиографический список
1. Чухонин, В. М. Измерение фазовых соотношений в стрелочных электроприводах с двигателями переменного тока / В. М. Чухонин, Б. Л. Горбунов // Разработка и эксплуатация новых устройств и систем железнодорожной автоматики и телемеханики : сб. науч. трудов; под. ред. Вл. В. Сапожникова. - Санкт-
Петербург : ПГУПС, 2004. - С. 21-24. -
ISBN 978-5-7641-0219-1.
2. Автоматизированный контроль усилия перевода стрелки / В. М. Чухонин, Б. Л. Горбунов, Д. В. Ефанов, В. Г. Алексеев // Автоматика, связь, информатика. - 2012. - № 7. - С. 2-4.
3. Сборник технологических карт по обслуживанию устройств сигнализации, централизации и блокировки СЦБ на Петербургском метрополитене. - Санкт-Петербург, 2010. - 322 с.
4. Инструкция по технической эксплуатации устройств и систем сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) // ЦШ-720-09. - 2009. - 99 с.
