Исследование временной зависимости и спектрального состава сигнала в цепи стрелочных электродвигателей переменного тока
Loading...
Files
Date
2014
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
RU: Цель. Работа предполагает установление зависимости изменений во временной области и спектральной составляющих тока в цепи стрелочного электродвигателя переменного тока от его технического состояния. Требуется выделить общие признаки для одинаковых типов повреждений. При помощи анализа полученных сигналов необходимо провести дистанционное диагностирование и определение неисправностей и дефектов
стрелочных электродвигателей, а также ускорить процесс поиска неисправностей, отказов и повреждений. Необходимо автоматизировать подход к обслуживанию удаленного напольного оборудованию автоматики, расположенного в габарите движения поездов. В исследовании предполагается разработать комплекс мероприятий по снижению угрозы жизни и здоровью обслуживающего персонала за счет уменьшения времени его пребывания в зоне движения поездов и уменьшению влияния человеческого фактора на результат обслуживания. Методика. В работе изучены строение, параметры и характеристики, особенности эксплуатации и обслуживания стрелочных электродвигателей переменного тока. Определены основные виды возможных повреждений в зависимости от условий процесса эксплуатации. Представлен электродвигатель как объект диагностирования. Результаты. Получены временные зависимости тока в цепи стрелочного электродвигателя для различных его состояний. Установлена связь между техническим состоянием стрелочного электродвигателя и показателями токовой кривой во временной и спектральной областях. Приведено обоснование выявленных отклонений от эталонного сигнала и сделан вывод из полученных результатов. Научная новизна. Предложен способ диагностирования состояния стрелочного электродвигателя переменного тока по временной зависимости и спектральному составу тока в его цепи. Применена схема подключения к обмоткам электродвигателя с учетом не нарушения электрических параметров схемы включения в реальных условиях эксплуатации. Практическая значимость. Полученные результаты позволяют говорить о возможности и целесообразности дальнейшего развития принципов дистанционного диагностирования на основании анализа временной и спектральной областей токовой кривой в цепи стрелочного электродвигателя. Реальным и рациональным является также внедрение и практическое применение полученных результатов в условиях эксплуатации в качестве самостоятельной системы сбора, анализа, обработки и передачи данных. Данная система делает возможным отслеживание изменений ключевых параметров и формирование предложений по мерам воздействия на ситуацию в реальном времени, а также возможность прогнозирования состояния объектов на основании определения зависимостей предыдущих изменений.
UK: Мета. Робота передбачає встановлення залежності змін в часовій області та спектральної складової струму в ланцюзі стрілочного електродвигуна змінного струму від його технічного стану. Необхідним є виділення загальних ознак для однакових типів ушкоджень. За допомогою аналізу отриманих сигналів потрібно провести дистанційне діагностування та визначення несправностей і дефектів стрілочних електродвигунів, а також прискорення процесу пошуку несправностей, відмов і пошкоджень. Необхідно автоматизувати підхід до обслуговування віддаленого напільного обладнання автоматики, розташованого в габариті руху поїздів. У дослідженні передбачається розробка комплексу заходів із зниження загрози життю та здоров’ю обслуговуючого персоналу за рахунок зменшення часу його перебування в зоні руху поїздів і зменшення впливу людського фактора на результат обслуговування. Методика. У роботі вивчено будову, параметри й характеристики, особливості експлуатації та обслуговування стрілочних електродвигунів змінного струму. Визначено основні види можливих пошкоджень в залежності від умов процесу експлуатації. Подано електродвигун як об’єкт діагностування. Результати. Отримано часові залежності струму в ланцюзі стрілочного електродвигуна для різних його станів. Встановлено зв’язок між технічним станом стрілочного електродвигуна та показниками кривої струму в часовій і спектральній областях. Наведено обґрунтування виявлених відхилень від еталонного сигналу і зроблено висновок із отриманих результатів. Наукова новизна. Запропоновано спосіб діагностування стану стрілочного електродвигуна змінного струму з часової залежності й спектрального складу струму в його ланцюзі. Застосована схема підключення до обмоток електродвигуна з урахуванням вихідних електричних параметрів схеми включення в реальних умовах експлуатації. Практична значимість. Отримані результати дозволяють говорити про можливість і доцільність подальшого розвитку принципів дистанційного діагностування на підставі аналізу тимчасової та спектральної областей кривої струму в ланцюзі стрілочного електродвигуна. Реальним і раціональним є також впровадження та практичне застосування отриманих результатів в умовах експлуатації в якості самостійної системи збору, аналізу, обробки та передачі даних. Дана система уможливлює відстеження змін ключових параметрів і формування пропозицій щодо заходів впливу на ситуацію в реальному часі, а також можливість прогнозування стану об’єктів на підставі визначення залежностей попередніх змін.
EN: Purpose. The paper is aimed to establish the dependence of changes in the time domain and spectral components of the current in the circuit of the AC electric point motor on its technical condition, to identify the common features for the same type of damage. It is necessary using the analysis of the received signals to carry out the remote diagnosis and determination of faults and defects of electric point motors. In addition it suggested to accelerate the process of the failure, malfunction and damage search. Authors propose the automated approach to the service of remote floor automation equipment, which is located in the envelope of trains. Reduction of the threat to life and health of staff by reducing the residence time in the zone of train movement. Reduce the impact of human factors on the result of service. Methodology. The paper studies the structure, parameters and characteristics, the operation and maintenance characteristics of the AC electric point motors. Determination of the main types of possible faults in the process depending on the operating conditions. Presentation of the electric motor as an object of diagnosis. Findings. The time dependences of the current in the circuit of electric point motor for its various states was obtained. The connection between the technical condition of electric point motor and the performance of current curve in time and spectral domains was established. The revealed deviations from the reference signal were justified. According to the obtained results it was made the conclusion. Originality. A method for diagnosing the state of the AC electric point motor by the time dependence and the spectral composition of the current in its circuit was proposed. The connection diagram to the motor windings based on non-infringement of electric parameters of connection circuit in the actual operating conditions was applied. Practical value. The obtained results suggest the possibility and feasibility of further development of the principles of remote diagnosis based on the analysis of temporal and spectral domains of the current curve in the circuit of the AC electric point motor. The implementation and practical application in operation as a separate system for the collection, analysis, processing and data communication is also real and rational. The given system makes possible tracking the changes in key parameters and forming the proposals on impact measures on the existing situation, as well as the ability to predict the state of the objects on the basis of the dependency determination of the previous changes.
UK: Мета. Робота передбачає встановлення залежності змін в часовій області та спектральної складової струму в ланцюзі стрілочного електродвигуна змінного струму від його технічного стану. Необхідним є виділення загальних ознак для однакових типів ушкоджень. За допомогою аналізу отриманих сигналів потрібно провести дистанційне діагностування та визначення несправностей і дефектів стрілочних електродвигунів, а також прискорення процесу пошуку несправностей, відмов і пошкоджень. Необхідно автоматизувати підхід до обслуговування віддаленого напільного обладнання автоматики, розташованого в габариті руху поїздів. У дослідженні передбачається розробка комплексу заходів із зниження загрози життю та здоров’ю обслуговуючого персоналу за рахунок зменшення часу його перебування в зоні руху поїздів і зменшення впливу людського фактора на результат обслуговування. Методика. У роботі вивчено будову, параметри й характеристики, особливості експлуатації та обслуговування стрілочних електродвигунів змінного струму. Визначено основні види можливих пошкоджень в залежності від умов процесу експлуатації. Подано електродвигун як об’єкт діагностування. Результати. Отримано часові залежності струму в ланцюзі стрілочного електродвигуна для різних його станів. Встановлено зв’язок між технічним станом стрілочного електродвигуна та показниками кривої струму в часовій і спектральній областях. Наведено обґрунтування виявлених відхилень від еталонного сигналу і зроблено висновок із отриманих результатів. Наукова новизна. Запропоновано спосіб діагностування стану стрілочного електродвигуна змінного струму з часової залежності й спектрального складу струму в його ланцюзі. Застосована схема підключення до обмоток електродвигуна з урахуванням вихідних електричних параметрів схеми включення в реальних умовах експлуатації. Практична значимість. Отримані результати дозволяють говорити про можливість і доцільність подальшого розвитку принципів дистанційного діагностування на підставі аналізу тимчасової та спектральної областей кривої струму в ланцюзі стрілочного електродвигуна. Реальним і раціональним є також впровадження та практичне застосування отриманих результатів в умовах експлуатації в якості самостійної системи збору, аналізу, обробки та передачі даних. Дана система уможливлює відстеження змін ключових параметрів і формування пропозицій щодо заходів впливу на ситуацію в реальному часі, а також можливість прогнозування стану об’єктів на підставі визначення залежностей попередніх змін.
EN: Purpose. The paper is aimed to establish the dependence of changes in the time domain and spectral components of the current in the circuit of the AC electric point motor on its technical condition, to identify the common features for the same type of damage. It is necessary using the analysis of the received signals to carry out the remote diagnosis and determination of faults and defects of electric point motors. In addition it suggested to accelerate the process of the failure, malfunction and damage search. Authors propose the automated approach to the service of remote floor automation equipment, which is located in the envelope of trains. Reduction of the threat to life and health of staff by reducing the residence time in the zone of train movement. Reduce the impact of human factors on the result of service. Methodology. The paper studies the structure, parameters and characteristics, the operation and maintenance characteristics of the AC electric point motors. Determination of the main types of possible faults in the process depending on the operating conditions. Presentation of the electric motor as an object of diagnosis. Findings. The time dependences of the current in the circuit of electric point motor for its various states was obtained. The connection between the technical condition of electric point motor and the performance of current curve in time and spectral domains was established. The revealed deviations from the reference signal were justified. According to the obtained results it was made the conclusion. Originality. A method for diagnosing the state of the AC electric point motor by the time dependence and the spectral composition of the current in its circuit was proposed. The connection diagram to the motor windings based on non-infringement of electric parameters of connection circuit in the actual operating conditions was applied. Practical value. The obtained results suggest the possibility and feasibility of further development of the principles of remote diagnosis based on the analysis of temporal and spectral domains of the current curve in the circuit of the AC electric point motor. The implementation and practical application in operation as a separate system for the collection, analysis, processing and data communication is also real and rational. The given system makes possible tracking the changes in key parameters and forming the proposals on impact measures on the existing situation, as well as the ability to predict the state of the objects on the basis of the dependency determination of the previous changes.
Description
С. Буряк: ORCID: 0000-0002-8251-785X; В. Гаврилюк: ORCID 0000-0001-9954-4478; О. Гололобова: ORCID 0000-0003-1857-8196
Keywords
электродвигатель, электропривод, стрелка, анализ, диагностирование, временная зависимость, спектральный состав, електродвигун, електропривод, стрілка, аналіз, діагностування, часова залежність, спектральний склад, electric motor, switch, turnout, analysis, diagnosis, time-dependence, spectral composition, КАТЗ
Citation
Буряк, С. Ю. Исследование временной зависимости и спектрального состава сигнала в цепи стрелочных электродвигателей переменного тока / С. Ю. Буряк, В. И. Гаврилюк, О. А. Гололобова // Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – 2014. – № 6 (54). – С. 7–22. – doi: 10.15802/stp2014/33035.