Удосконалення технології обслуговування централізованих стрілок з електроприводом змінного струму в умовах експлуатації (дисертація)
Loading...
Files
Date
2015
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Abstract
UKR: Дисертація присвячена вирішенню питання з удосконалення технології обслуговування централізованих стрілок з електроприводом змінного струму шляхом автоматизації визначення їх параметрів. Застосовано методи автоматизованого визначення відмов стрілочних переводів за допомогою порівняльного аналізу абсолютних значень часової залежності та спектрального складу струму записаних при переводі стрілки. Знайдені та охарактеризовані діагностичні ознаки в різних режимах їх роботи безпосередньо під час експлуатації. Складена таблиця відмов стрілочних переводів з електроприводом змінного струму і визначено 16 відмов за окремими діагностичними ознаками. Створена математична модель стрілочного переводу з електроприводом змінного струму, яка відображає робочі процеси в стрілочному переводі під час його роботи в різних режимах. Розроблений дослідний зразок автоматизованого апаратно-програмного комплексу діагностування стану стрілочних переводів. Проведені розрахунки економічного ефекту від застосування системи автоматизованого технічного діагностування стану стрілочних переводів, які знаходяться в експлуатації.
RUS: Диссертация посвящена решению вопроса по совершенствованию технологии обслуживания централизованных стрелок с электроприводом переменного тока путем автоматизации определения их параметров. Для этого предложено применение методов автоматизированного определения отказов стрелочных переводов с помощью сравнительного анализа абсолютных значений временной зависимости и спектрального состава тока, записанных при переводе стрелки с использованием преобразования Фурье, численных методов вычислений и искусственных нейронных сетей. Проведенный анализ причин возникновения повреждений показал, что по вине невыполнения графика технологического процесса, или допусков нарушений при его выполнении, зафиксировано почти 50% всех случаев. Также были рассмотрены эксплуатационно-технические требования к обслуживанию стрелочных переводов и проанализированы недостатки в существующей системе выполнение графика технического обслуживания стрелочных переводов. Для определения состояния стрелочных переводов были найдены и охарактеризованы диагностические признаки в различных режимах их работы, как в не рабочих условиях, так и непосредственно во время эксплуатации. По результатам выполнения измерений была составлена таблица отказов стрелочных переводов с электроприводом переменного тока и определено 16 отказов по отдельным диагностическим признакам. Для увеличения базы диагностических признаков впервые была создана математическая модель стрелочного перевода с электроприводом переменного тока, которая отражает рабочие процессы в стрелочном переводе во время его работы в различных режимах и действует на основании выполнения вычислений по электромеханическим законам, описывающим работу электропривода с асинхронным двигателем с приведенной к валу нагрузкой. При моделировании применялась имитационная модель с соответствующим расчетом собственных параметров по паспортным данным стрелочного перевода. На основании полученных результатов определения диагностических признаков и с применением методов численного сравнения был создан опытный образец автоматизированного аппаратно-программного комплекса диагностирования состояния стрелочных переводов и опытный образец стенда для проверки двигателей переменного тока в условиях ремонтно-технологического участка, работа которого была проверена и подтверждена на действующих стрелочных переводах. Приведена возможность использования нейронных сетей для применения принципа автоматического определения неисправностей стрелочных переводов по анализу временных и спектральных составляющих тока на основе многослойного перцептрона. Проведенные расчеты экономического эффекта подтверждают преимущества внедрения системы автоматизированного технического диагностирования состояния стрелочных переводов, находящихся в эксплуатации, и стенда для проверки двигателей переменного тока перед существующей технологией выполнения осмотра и обследования стрелочных переводов, электроприводов и электродвигателей.
ENG: Dissertation is devoted to addressing the issue of improving the technology of centralized maintenance turnouts with AC electric drive by automating the determination of their parameters. Provided the use of automated methods of determining the switches failure of using a comparative analysis of the absolute values the time dependence and the spectral composition of the current recorded in the translation of the turnout. Found and characterized diagnostic features in different modes of operation as in the non-operating conditions, and directly during operation. Created a table of failures with their diagnostic features for turnouts with electric AC drive identified 16 failures on separate grounds. Created a mathematical model of turnout electric alternating current, which reflects workflows turnouts during it work in different modes. Designed a prototype automated hardware and software diagnostics of switches state. The calculations confirm the economic effect of the benefits of implementing an automated system of technical diagnostics state of switches in use.
RUS: Диссертация посвящена решению вопроса по совершенствованию технологии обслуживания централизованных стрелок с электроприводом переменного тока путем автоматизации определения их параметров. Для этого предложено применение методов автоматизированного определения отказов стрелочных переводов с помощью сравнительного анализа абсолютных значений временной зависимости и спектрального состава тока, записанных при переводе стрелки с использованием преобразования Фурье, численных методов вычислений и искусственных нейронных сетей. Проведенный анализ причин возникновения повреждений показал, что по вине невыполнения графика технологического процесса, или допусков нарушений при его выполнении, зафиксировано почти 50% всех случаев. Также были рассмотрены эксплуатационно-технические требования к обслуживанию стрелочных переводов и проанализированы недостатки в существующей системе выполнение графика технического обслуживания стрелочных переводов. Для определения состояния стрелочных переводов были найдены и охарактеризованы диагностические признаки в различных режимах их работы, как в не рабочих условиях, так и непосредственно во время эксплуатации. По результатам выполнения измерений была составлена таблица отказов стрелочных переводов с электроприводом переменного тока и определено 16 отказов по отдельным диагностическим признакам. Для увеличения базы диагностических признаков впервые была создана математическая модель стрелочного перевода с электроприводом переменного тока, которая отражает рабочие процессы в стрелочном переводе во время его работы в различных режимах и действует на основании выполнения вычислений по электромеханическим законам, описывающим работу электропривода с асинхронным двигателем с приведенной к валу нагрузкой. При моделировании применялась имитационная модель с соответствующим расчетом собственных параметров по паспортным данным стрелочного перевода. На основании полученных результатов определения диагностических признаков и с применением методов численного сравнения был создан опытный образец автоматизированного аппаратно-программного комплекса диагностирования состояния стрелочных переводов и опытный образец стенда для проверки двигателей переменного тока в условиях ремонтно-технологического участка, работа которого была проверена и подтверждена на действующих стрелочных переводах. Приведена возможность использования нейронных сетей для применения принципа автоматического определения неисправностей стрелочных переводов по анализу временных и спектральных составляющих тока на основе многослойного перцептрона. Проведенные расчеты экономического эффекта подтверждают преимущества внедрения системы автоматизированного технического диагностирования состояния стрелочных переводов, находящихся в эксплуатации, и стенда для проверки двигателей переменного тока перед существующей технологией выполнения осмотра и обследования стрелочных переводов, электроприводов и электродвигателей.
ENG: Dissertation is devoted to addressing the issue of improving the technology of centralized maintenance turnouts with AC electric drive by automating the determination of their parameters. Provided the use of automated methods of determining the switches failure of using a comparative analysis of the absolute values the time dependence and the spectral composition of the current recorded in the translation of the turnout. Found and characterized diagnostic features in different modes of operation as in the non-operating conditions, and directly during operation. Created a table of failures with their diagnostic features for turnouts with electric AC drive identified 16 failures on separate grounds. Created a mathematical model of turnout electric alternating current, which reflects workflows turnouts during it work in different modes. Designed a prototype automated hardware and software diagnostics of switches state. The calculations confirm the economic effect of the benefits of implementing an automated system of technical diagnostics state of switches in use.
Description
С. Буряк: ORCID: 0000-0002-8251-785X
Захист – 20 листопада 2015 р., Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Захист – 20 листопада 2015 р., Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Keywords
удосконалення технології обслуговування, автоматизоване діагностування, стрілочний перевід, діагностичні ознаки, часова залежність струму, частотний склад струму, система аналізу стану, апаратно-програмний комплекс, совершенствование технологии обслуживания, автоматизированное диагностирование, стрелочный перевод, диагностические признаки, временная зависимость тока, частотный состав тока, система анализа состояния, аппаратно-программный комплекс, technology maintenance improvement, automated diagnostics, turnout, diagnostic features, current time dependence, current frequency content, states system analysis, hardware and software complex, КАТ
Citation
Буряк С. Ю. Удосконалення технології обслуговування централізованих стрілок електроприводом змінного струму в умовах експлуатації : дис. ... канд. техн. наук : 05.22.20. Дніпропетровськ, 2015. 166 с.