Содержание к диссертации
Введение
I. АНАЛИЗ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СИСТЕМ ИНТЕРВАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ НА УЧАСТКАХ С ПОНИЖЕННЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ИЗОЛЯЦИИ 8
1.1. Анализ отказов элементов СИР 8
1.2. Эксплуатационные потери вследствие задержек поездов при отказах СИР 12
1.3. Повышение работоспособности рельсовых цепей за счет уточнения нормативных расчетных параметров 17
1.4. Повышение работоспособности рельсовых цепей за счет использования в них источников питания с нелинейной внешней характеристикой 22
1.5. Выводы 27
II. МЕТОДИКА АНАЛИЗА И СИНТЕЗА РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ С УЧЕТОМ
НЕЛИНЕЙНОСТИ ВНЕШНЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ
2.1. Математическое описание рельсовой цепи 30
2.2. Методика расчета минимально допустимых значений сопротивлений изоляции РЦ 33
2.3. Методика синтеза рельсовых цепей
2.4. Теоретические исследования работоспособности рельсовых цепей
2.5. Экспериментальные исследования работоспособности рельсовых цепей 57
2.6. Выводы 61
III. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МАГНИТНОГО ДЕЛИТЕЛЯ ЧАСТОТЫ В РЕ
ЖИМЕ ПЕРЕГРУЗКИ 64
3.1. Постановка задачи 64
3.2. Выбор метода расчета ВДЧ 66
3.3. Математическая модель ВДЧ 70
3.4. Алгоритм расчета ВДЧ 85
3.5. Анализ расчетных и экспериментальных данных 89
3.6. Выводы 96
IV. АНАЛИЗ МАГНИТНОГО ДЕЛИТЕЛЯ ЧАСТОТЫ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ
МАГНИТОПРОВОДОМ 98
4.1. Способ уменьшения коэффициента нестабильности нагрузки 98
4.2. Методика расчета ОДЧ с линейной индуктивностью в выходном контуре 99
4.3. Выбор расчетных параметров ЩЧ с дополнительным магнитопроводом П2
4.4. Экспериментальное исследование ЩЧ 118
4.5. Выводы 129
V. СИСТЕМ ИНТЕРВАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ УЧАСТКОВ С
ПОНИЖЕННЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ИЗОЛЯЦИИ 133
5.1. Структурная схема системы 133
5.2. Анализ работы рельсовых цепей с учетом наложения частотной АЛСН 138
5.3. Исследование уровня второй гармоники ВДЧ 151
5.4. Линейные испытания рельоовых цепей 159
5.5. Выводы 165
Заключение 167
Список литературы 170
Приложения 178
- Анализ отказов элементов СИР
- Математическое описание рельсовой цепи
- Выбор метода расчета ВДЧ
- Способ уменьшения коэффициента нестабильности нагрузки
- Анализ работы рельсовых цепей с учетом наложения частотной АЛСН
Анализ отказов элементов СИР
Видно, что от 35 до 3 повреждений рельсовых цепей происходит из-за нарушения изоляции стыка. В настоящее время наиболее эффективным решением, позволяющим значительно снизить количество отказов по указанной причине, является установка клееболтовых изолирующих стыков. Около 28% отказов Щ происходит из-за обрыва соединителей. Работы,проводимые рядом организаций в направлении усовершенствования рельсовых соединителей, показали, что наибо -лее эффективным средством здесь является установка стыковых болтов с тарельчатыми шайбами І93 .
Примерно 1/5 часть повреждений РЦ происходит из-за понижения сопротивления балласта. Причем видно, что с течением времени происходит неуклонный рост процентного содержания таких отказов.Это связано прежде всего с тем, что в пределах указанной дороги происходит интенсивный рост перевозок сыпучих грузов, приводящий к постоянному уменьшению сопротивления изоляции рельсовых цепей.
class2 МЕТОДИКА АНАЛИЗА И СИНТЕЗА РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ С УЧЕТОМ
НЕЛИНЕЙНОСТИ ВНЕШНЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ class2
Математическое описание рельсовой цепи
Задачей настоящего исследования является определение границ области существования предлагаемой РЦ в зависимости от длины рельсовой линии, частоты сигнального тока и основных параметров внешней характеристики ИП, а также установление требований к виду внешней характеристики ИП, позволяющих достич наибольшего эффекта в виде снижения минимально допустимого сопротивления изоляции в предлагаемой РЦ по сравнению с существующей.
Нахождение границ области существования РЦ трудоемко. Непосредственную зависимость рассматриваемых критериев Кщ, VL и 2цмин от/ Яга/ и (р8Х0 с учетом нелинейности функции КСНП(КН) получить нельзя.
class3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МАГНИТНОГО ДЕЛИТЕЛЯ ЧАСТОТЫ В РЕ
ЖИМЕ ПЕРЕГРУЗКИ class3
Выбор метода расчета ВДЧ
В последнее время проходят опытную эксплуатацию разработанные московским и днепропетровским институтами инженеров железнодорожного транспорта фазочувствительные рельсовые цепи 12,5 Гц при питании от магнитно-тиристорных делителей частоты на 4 С54]. Создание этих РЦ было связано с разработкой системы автоблокировки с фазочувствительными рельсовыми цепями 25/12,5 Гц, обладающей высокими показателями надежности (см.приложение 2).
При решении задачи повышения надежности указанной системы большое внимание уделялось увеличению работоспособности рельсовых цепей, которая во многом зависит от сформулированных выше (см.2.6) свойств источников питания (магнитных делителей частоты).
Вопросы улучшения эксплуатационных качеств магнитных делителей частоты на 2 в рельсовых целях 25 Гц с достаточной полнотой нашли отражение в работах f47,50;5lJ. Вместе с тем вопросы оптимальности режимов работы ЩЧ на 4, расширения его области устойчивой генерации и др., связанные с использованием указанного ИД / ВРЦ,не были достаточно исследованы. Поэтому магнитно-тиристор-ный делитель частоты на 4 был принят в качестве основного объекта исследования.
Сравнительный анализ внешних характеристик различных типов существующих ЩЧ на 2 и макетного образца ЩЧ на 4 позволил выявить общие, характерные для всех типов делителей, свойства. Так все внешние характеристики могут быть разбиты на три области, упомянутые в 1.4 диссертации (см.рис.1.3). Причем в области номинальной нагрузки указанные делители частоты обладают стабилизирующими свойствами, в области перегрузки-свойством срыва генерации выходного сигнала. Вместе с тем ширина области нестабильности для разных типов делителей частоты не одинакова и соответствует колебанию значений коэффициента WHC 5 В пределах от 1,75 до 2,5. Это не в полной мере отвечает требованиям к виду внешней характеристики ИП, сформулированным на основании проведенного во второй главе анализа работоспособности предлагаемых рельсовых цепей (см.2.6).
class4 АНАЛИЗ МАГНИТНОГО ДЕЛИТЕЛЯ ЧАСТОТЫ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ
МАГНИТОПРОВОДОМ class4
title4 Способ уменьшения коэффициента нестабильности нагрузки title4
Работоспособность РЦ возрастает при уменьшении коэффициента нестабильности нагрузки Кнсб. Существенно снизить Кнсб,не ухудшая форму кривой выходного напряжения ЩЧ при работе в режиме номинальной нагрузки,представляется возможным путем введения дополнительного магнитопровода с зазором в контурную обмотку ЩЧ [62] (рис.4.1).
Из теории параметрического возбуждения колебаний [42, 56, 58J известно, что одной из причин срыва колебаний в контуре является действие "расстроечного механизма". Влияние этого механизма можно пояснить следующим образом. Частота контура ЩЧ может быть выражена через его параметры так:
Если индукция o(i) стремится к предельному значению, т.е. р -» макс, то величина 1//U /ту также стремится к какому-то макси муму, поскольку в этом случае Дб о (/- мак с. Частота контура воз растает, что в конечном итоге может привести к срыву колебаний. Величина 6(t) равна сумме индукций обмоток накачки и контура. Поэтому с ростом входного напряжения, либо наоборот, по мере его понижения частота колебаний контура существенно изменяется. Чем круче кривая намагничивания стали,тем в большей степени будет проявляться действие расстроечного механизма. Поэтому одним из возможных путей снижения влияния этого механизма является ограничение величины f//u(i) , что можно достигнуть, например,путем изменения конструкции магнитной системы ЩЧ. Введение дополнительного магнитопровода с зазором создает в обмотке контура постоянную индуктивность рассеяния, в результате крутизна этой функции заметно уменьшается.
class5 СИСТЕМ ИНТЕРВАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ УЧАСТКОВ С
ПОНИЖЕННЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ ИЗОЛЯЦИИ class5
Анализ работы рельсовых цепей с учетом наложения частотной АЛСН
Частотная МСН в последние годы достаточно широко внедряется на сети железных дорог СССР [.26, 72] . Это вызвано ее преимуществами в части повышения эксплуатационной надежности, увеличения быстродействия и значности автоматической локомотивной сигнализации по сравнению с устройствами числового кода. В связи с перспективностью частотной АЛСН важно предусмотреть возможность ее совместной работы с вновь разрабатываемыми рельсовыми цепями.
Такой анализ проводился для рельсовых цепей 25, 12,5 Гц с магнитными делителями частоты.
В лабораторных условиях сравнивались два варианта включения передающего фильтра АЛСН-Ф234 в схему питающего конца рельсовой цепи 25(12,5) Гц в соответствии с рис.5.3, а и б. Величины емкостей Со в схеме рис.5.3, а и С2 в схеме рис.5.3,6 выбирались из условия наилучшего согласования с рельсовой цепью. Фильтры ФІ, Ф2 и ФЗ служат для подавления гармоники 125 Гц.
Сравнение двух вариантов производилось по двум показателям: величине мощности, отдаваемой схемой в рельсовую цепь на частотах 125, 175, 225 Гц, а также уровню токов комбинационных частот, возникающих в рельсах при нахождении локомотива на питающем конце рельсовой линии и максимально допустимом напряжении частотой 25 Гц питающего трансформатора.
