Контроль механических параметров нейтрального реле железнодорожной автоматики на основе вейвлет-анализа
Loading...
Date
2016
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Днипро
Abstract
RU: Цель. Научная работа предусматривает разработку метода контроля механических параметров нейтрального реле железнодорожной автоматики путем анализа токов в обмотке и контактах реле при его переключениях на основе вейвлет-преобразования. Методика. В основу методики положен анализ токов в обмотке и контактах реле при его переключениях на примере дискретного вейвлет-преобразования (ДВП).
Результаты. Измерены и проанализированы временные зависимости токов в обмотке и контактах при включении и выключении реле (находящихся в исправном состоянии и с дефектами), полученные при различных напряжениях на катушке (10, 12 и 14 В). При увеличении напряжения, подаваемого на обмотку реле, скорость нарастания тока в обмотке заметно увеличивалась, но постоянная времени цепи изменялась незначительно. Максимальные значения тока, при которых якорь начинал движение для исправных реле, мало
зависели от приложенного напряжения. Для участка зависимости, при которой якорь полностью притянут,
постоянная времени нарастания тока также мало зависела от приложенного напряжения. Аналогичные результаты получены для постоянной времени уменьшения тока при выключении напряжения и при удержании якоря. Ток трогания и ток отпускания якоря увеличивались для реле с грузом на якоре пропорционально весу груза, а также для реле с тыловым контактом, изогнутом вниз, в то время как при изгибе тылового контакта вверх эти токи имели меньшие значения. Крупномасштабные (низкочастотные) коэффициенты ДВП
могут быть использованы для более точного сопоставления токов трогания, отпускания и постоянных времени переходных процессов. Коэффициенты малого масштаба ДВП (высокочастотные) могут быть использованы в качестве отличительных признаков дефектов подвижной системы реле. Научная новизна. Впервые, на основе проведенного исследования, предложено использовать детализирующие коэффициенты дискретного вейвлет-преобразования в качестве признаков дефектов подвижной системы реле. Аппроксимирующие (сглаживающие) коэффициенты могут быть использованы для более точного сопоставления токов
трогания, отпускания и постоянных времени переходных процессов для выявления дефектов электромагнитной системы реле. Практическая значимость. Проведенные автором исследования могут быть использованы для разработки автоматизированного стенда контроля технического состояния нейтральных реле железнодорожной автоматики.
UK: Мета. Наукова робота передбачає розробку методу контролю механічних параметрів нейтрального реле залізничної автоматики шляхом аналізу струмів в обмотці й контактах реле при його перемиканні на основі вейвлет-перетворення. Методика. В основу методики покладено аналіз струмів в обмотці та контактах реле при його перемиканні на прикладі дискретного вейвлет-перетворення (ДВП). Результати. Виміряні та проаналізовані часові залежності струмів в обмотці й контактах при включенні і виключенні реле (що знаходяться в справному стані та з дефектами), отримані при різних напругах на котушці (10, 12 і 14 В). При збільшенні напруги, що подається на обмотку реле, швидкість наростання струму в обмотці помітно збільшувалася, але постійна часу ланцюга змінювалася незначно. Максимальні значення струму, при яких якір починав рух для справних реле, мало залежали від прикладеної напруги. Для ділянки залежності, при якій якір повністю притягнутий, постійна часу наростання струму також мало залежала від прикладеної напруги. Аналогічні результати отримані для постійної часу зменшення струму при виключенні напруги та при утриманні якоря. Струм рушання та струм відпускання якоря збільшувалися для реле з вантажем на якорі пропорційно вазі вантажу, а також для реле з тиловим контактом, зігнутим до низу, в той час як при вигині тилового контакту вгору ці струми мали менші значення. Великомасштабні (низькочастотні) коефіцієнти ДВП можуть бути використані для більш точного зіставлення струмів зрушення, відпускання й постійних часу перехідних процесів. Коефіцієнти малого масштабу ДВП (високочастотні) можуть бути використані в якості характерних ознак дефектів рухомої системи реле. Наукова новизна. Вперше, на основі проведеного дослідження, запропоновано використовувати деталізуючі коефіцієнти дискретного вейвлет-перетворення в якості ознак дефектів рухомої системи реле. Апроксимуючі (згладжуючі) коефіцієнти можуть бути використані для більш точного зіставлення струмів зрушення, відпускання та постійних часу перехідних процесів для виявлення дефектів електромагнітної системи реле. Практична значимість. Проведені автором дослідження можуть бути використані для розробки автоматизованого стенду контролю технічного стану нейтральних реле залізничної автоматики.
EN: Purpose. The scientific paper focuses on development of a method for mechanical parameters control of the neutral relay of rail automatics by current analyzing in the coil and the relay contacts at switching based on wavelet transform. Methodology. The methodology was based on current analysis of the relay coil and contacts currents under its switching and analysis obtained results by using wavelet transform. Findings. The time dependences of the current in coil and in contacts under switching on and off for the operable relays and relays with certain defects have been measured at different voltages applied to coil (10, 12 и 14 V). When voltage applied to coil was increased the rate of coil current increased, but time constant of the circuit was changed with voltage slightly. The current value maximum at which the relay armature begun to move for the operable relays was depended on applied voltage slightly. For the time interval, at which armature was putted to the relay core fully, time constant of the circuit was changed with voltage slightly also. The maximum current value at which the armature starts to move to the relay serviceable little dependent on the applied voltage. For site based in which the anchor is completely dragged constant current rise time is also a little dependent on the applied voltage. Similar results were obtained for the current reduction time constant with turning off the voltage and current confinement. The current pick-up and the current release of the armature increases for the relay with the load anchor is proportional to the weight of cargo, as well as for the relay contact with the rear, bent down, while the flexural rear contact up these currents have smaller values. Large-scale (low-frequency) coefficients of DWT can be used for a more accurate comparison of the current pickup, and release time constants of the transient. Small scale coefficients fiberboard (HF) can be used as distinguishing traits defects mobile relay system. Originality. For the first time, on the basis of the research proposed to use detailing coefficients of a discrete wavelet transform as a symptom of mobile relay system. The approximation (smoothing) ratios can be used for a more accurate comparison of the current pick-up, and release time constants of the transient to detect defects of the electromagnetic relay system. Practical value. The studies conducted by the author can be used to develop stand-aided control of a technical condition of the relay neutral railway automation.
UK: Мета. Наукова робота передбачає розробку методу контролю механічних параметрів нейтрального реле залізничної автоматики шляхом аналізу струмів в обмотці й контактах реле при його перемиканні на основі вейвлет-перетворення. Методика. В основу методики покладено аналіз струмів в обмотці та контактах реле при його перемиканні на прикладі дискретного вейвлет-перетворення (ДВП). Результати. Виміряні та проаналізовані часові залежності струмів в обмотці й контактах при включенні і виключенні реле (що знаходяться в справному стані та з дефектами), отримані при різних напругах на котушці (10, 12 і 14 В). При збільшенні напруги, що подається на обмотку реле, швидкість наростання струму в обмотці помітно збільшувалася, але постійна часу ланцюга змінювалася незначно. Максимальні значення струму, при яких якір починав рух для справних реле, мало залежали від прикладеної напруги. Для ділянки залежності, при якій якір повністю притягнутий, постійна часу наростання струму також мало залежала від прикладеної напруги. Аналогічні результати отримані для постійної часу зменшення струму при виключенні напруги та при утриманні якоря. Струм рушання та струм відпускання якоря збільшувалися для реле з вантажем на якорі пропорційно вазі вантажу, а також для реле з тиловим контактом, зігнутим до низу, в той час як при вигині тилового контакту вгору ці струми мали менші значення. Великомасштабні (низькочастотні) коефіцієнти ДВП можуть бути використані для більш точного зіставлення струмів зрушення, відпускання й постійних часу перехідних процесів. Коефіцієнти малого масштабу ДВП (високочастотні) можуть бути використані в якості характерних ознак дефектів рухомої системи реле. Наукова новизна. Вперше, на основі проведеного дослідження, запропоновано використовувати деталізуючі коефіцієнти дискретного вейвлет-перетворення в якості ознак дефектів рухомої системи реле. Апроксимуючі (згладжуючі) коефіцієнти можуть бути використані для більш точного зіставлення струмів зрушення, відпускання та постійних часу перехідних процесів для виявлення дефектів електромагнітної системи реле. Практична значимість. Проведені автором дослідження можуть бути використані для розробки автоматизованого стенду контролю технічного стану нейтральних реле залізничної автоматики.
EN: Purpose. The scientific paper focuses on development of a method for mechanical parameters control of the neutral relay of rail automatics by current analyzing in the coil and the relay contacts at switching based on wavelet transform. Methodology. The methodology was based on current analysis of the relay coil and contacts currents under its switching and analysis obtained results by using wavelet transform. Findings. The time dependences of the current in coil and in contacts under switching on and off for the operable relays and relays with certain defects have been measured at different voltages applied to coil (10, 12 и 14 V). When voltage applied to coil was increased the rate of coil current increased, but time constant of the circuit was changed with voltage slightly. The current value maximum at which the relay armature begun to move for the operable relays was depended on applied voltage slightly. For the time interval, at which armature was putted to the relay core fully, time constant of the circuit was changed with voltage slightly also. The maximum current value at which the armature starts to move to the relay serviceable little dependent on the applied voltage. For site based in which the anchor is completely dragged constant current rise time is also a little dependent on the applied voltage. Similar results were obtained for the current reduction time constant with turning off the voltage and current confinement. The current pick-up and the current release of the armature increases for the relay with the load anchor is proportional to the weight of cargo, as well as for the relay contact with the rear, bent down, while the flexural rear contact up these currents have smaller values. Large-scale (low-frequency) coefficients of DWT can be used for a more accurate comparison of the current pickup, and release time constants of the transient. Small scale coefficients fiberboard (HF) can be used as distinguishing traits defects mobile relay system. Originality. For the first time, on the basis of the research proposed to use detailing coefficients of a discrete wavelet transform as a symptom of mobile relay system. The approximation (smoothing) ratios can be used for a more accurate comparison of the current pick-up, and release time constants of the transient to detect defects of the electromagnetic relay system. Practical value. The studies conducted by the author can be used to develop stand-aided control of a technical condition of the relay neutral railway automation.
Description
В. Гаврилюк: ОRCID 0000-0001-9954-4478
Keywords
электромагнитное реле, контроль параметров, вейвлет-преобразование, електромагнітне реле, контроль параметрів, вейвлет-перетворення, electromagnetic relays, control parameters, the wavelet transform, КАТЗ
Citation
Гаврилюк В. И. Контроль механических параметров нейтрального реле железнодорожной автоматики на основе вейвлет-анализа. Наука та прогрес транспорту. 2016. № 6 (66). С. 7–16. DOI: 10.15802/stp2016/90493.