Стрелочные привода скоростных железнодорожных магистралей
Loading...
Files
Date
2013
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Днепропетровск
Abstract
RU: Целью данной работы являлся аналитический обзор современного состояния конструктивного развития элементной базы стрелочных приводов и поиск новых решений для внедрения на реконструируемых и вновь проектируемых железных дорогах Украины. Для достижения поставленной цели были выполнены такие задачи: изучена конструкция стрелочных переводов и электроприводов, применяемых на высокоскоростных магистралях; составлены уравнения движения стрелочного электропривода с целью описания физических процессов, происходящих при переводе стрелки, и подготовки научного обоснования и рекомендации для внедрения приводов того или иного типа на железных дорогах Украины; предложена одномассовая схема стрелочного электропривода и получено уравнение приведенного момента. Выполнен анализ видов неисправностей в стрелочных приводах и переводах. Одной из распространенных неисправностей является снижение изоляции линейных проводов Л1, Л2 двухпроводной схемы управления, которая широко распространена на железных дорогах Украины и применяется для управления приводами постоянно-го тока.
Для исследования влияния сопротивления изоляции линейных проводов Л1, Л2, были получены уравнения напряжения, тока и мощности реле, зависящие от коэффициентов четырехполюсника кабельной линии и некоторого параметра р, характеризующего состояние изоляции между линейными проводами. По результатам экспериментальных и расчетных исследований было установлено, что реле ОК, используемое в двухпроводной схеме управления, остается под током в то время, когда изоляция одного из линейных проводов ухудшается. Анализ кривых ()рUр и ()рІрпоказал, что величина напряжения на реле ОК не является определяющей, поскольку даже при напряжении 62,6 …72 В реле оставалось под током, который изменялся в пределах 0,4…0,75 А.
Поскольку тематика статьи направлена на уменьшение числа отказов в узлах стрелочных приводов и двухпроводной схеме управления, то исследования в данной области позволят повысить безопасность на железнодорожном транспорте за счет внедрения современных устройств автоматики, улучшения показателей безотказности и ремонтопригодности.
UK: Метою даної роботи був аналітичний огляд сучасного стану конструктивного розвитку елементної бази стрілочних приводів і пошук нових рішень для впровадження на об'єктах реконструкції та залізничних дільницях України, які проектуються. Для досягнення поставленої мети були виконані такі задачі: вивчена конструкція стрілочних переводів та електроприводів, що застосовуються на високошвидкісних магістралях; складені рівняння Метою даної роботи був аналітичний огляд сучасного стану конструктивного розвитку елементної бази стрілочних приводів і пошук нових рішень для впровадження на об'єктах реконструкції та залізничних дільницях України, які проектуються. Для досягнення поставленої мети були виконані такі задачі: вивчена конструкція стрілочних переводів та електроприводів, що застосовуються на високошвидкісних магістралях; складені рівняння руху стрілочного електроприводу з метою опису фізичних процесів, що відбуваються при переводі стрілки, і підготовки наукового обґрунтування щодо рекомендацій впровадження приводів того чи іншого типу на залізницях України; запропонована одномасова схема стрілочного електроприводу і отримано рівняння приведеного моменту. Виконано аналіз видів несправностей в стрілочних приводах і переводах. Однією з поширених несправнос-тей є зниження ізоляції лінійних проводів Л1, Л2 двохпровідної схеми управління, яка поширена на залізницях України і застосовується для управління приводами постійного струму. Для дослідження впливу опору ізоляції лінійних проводів Л1, Л2 були отримані рів-няння напруги, струму та потужності реле, що залежать від коефіцієнтів чотириполюсника кабельної лінії і деякого параметра р, що характеризує стан ізоляції між лінійними проводами. За результатами експериментальних і розрахункових досліджень було встановлено, що реле ОК, яке використається у двохпровідній схемі управління, залишається під струмом в той час, коли ізоляція одного з лінійних проводів погіршується. Аналіз кривих ()рUр і ()рІр показав, що величина напруги на реле ОК не є визначальною, оскільки навіть при напрузі 62,6 ... 72 В реле залишалося під струмом, який змінювався в межах 0,4 ... 0,75 А. Оскільки тематика статті спрямована на зменшення числа відмов у вузлах стрілочних приводів і двохпровідній схемі управління, то дослідження в даній області дозволять підвищити безпеку на залізничному транспорті за рахунок впровадження сучасних пристроїв автоматики, поліпшення показників безвідмовності і ремонтопридатності.
EN: The purpose of this work is an analytical overview of the current state of development of the constructive element base of switch motors and the search for new solutions for implementation newly designed and renovated railways in Ukraine. To achieve this goal we have carried out the following tasks: it was studied the design of railroad switches and switch motors used on high-speed railways; it was compiled the switch motors motion equations in order to describe the physical processes occurring during the motion of switches and preparation of scientific base for the recommendations of implementation of a particular type of switch motors on the Ukrainian Railways; it was proposed a single-mass scheme of the switch motors and it was obtained an equation of reduced moment of inertia. The analysis of the faults types in the switch motors and switches is executed. One of the common failures is the reducing of the isolation of the line wires L1, L2 of double-wire control scheme, which is widespread on the railways of Ukraine and it is used to operate of DC motors. To study the effect of insulation resistance of line wires L1, L2, we obtained equations of voltage, current and power of relays, depending on the ABCD - parameters of cable and some parameter p characterizing the condition of insulation between the line wires. According to the results of experimental and numerical investigations it was found that the relay OK of double-wire control scheme will be switched on when reducing insulation of one of line wires. The analysis of curves ()рUр and ()рІр shows that the value of voltage of relay OK is not critical, because even for the voltage range of 62.6 ... 72 V the relay will be switched on with the current varied in the range of 0.4 ... 0.75 A. Since the subject of the article is aimed in decreasing the number of failures in the switch motors elements and in the double-wire control scheme, the research in this sphere will allow us to improve railway safety by introducing modern automation devices, improvement of characteris-tics of reliability and maintainability.
UK: Метою даної роботи був аналітичний огляд сучасного стану конструктивного розвитку елементної бази стрілочних приводів і пошук нових рішень для впровадження на об'єктах реконструкції та залізничних дільницях України, які проектуються. Для досягнення поставленої мети були виконані такі задачі: вивчена конструкція стрілочних переводів та електроприводів, що застосовуються на високошвидкісних магістралях; складені рівняння Метою даної роботи був аналітичний огляд сучасного стану конструктивного розвитку елементної бази стрілочних приводів і пошук нових рішень для впровадження на об'єктах реконструкції та залізничних дільницях України, які проектуються. Для досягнення поставленої мети були виконані такі задачі: вивчена конструкція стрілочних переводів та електроприводів, що застосовуються на високошвидкісних магістралях; складені рівняння руху стрілочного електроприводу з метою опису фізичних процесів, що відбуваються при переводі стрілки, і підготовки наукового обґрунтування щодо рекомендацій впровадження приводів того чи іншого типу на залізницях України; запропонована одномасова схема стрілочного електроприводу і отримано рівняння приведеного моменту. Виконано аналіз видів несправностей в стрілочних приводах і переводах. Однією з поширених несправнос-тей є зниження ізоляції лінійних проводів Л1, Л2 двохпровідної схеми управління, яка поширена на залізницях України і застосовується для управління приводами постійного струму. Для дослідження впливу опору ізоляції лінійних проводів Л1, Л2 були отримані рів-няння напруги, струму та потужності реле, що залежать від коефіцієнтів чотириполюсника кабельної лінії і деякого параметра р, що характеризує стан ізоляції між лінійними проводами. За результатами експериментальних і розрахункових досліджень було встановлено, що реле ОК, яке використається у двохпровідній схемі управління, залишається під струмом в той час, коли ізоляція одного з лінійних проводів погіршується. Аналіз кривих ()рUр і ()рІр показав, що величина напруги на реле ОК не є визначальною, оскільки навіть при напрузі 62,6 ... 72 В реле залишалося під струмом, який змінювався в межах 0,4 ... 0,75 А. Оскільки тематика статті спрямована на зменшення числа відмов у вузлах стрілочних приводів і двохпровідній схемі управління, то дослідження в даній області дозволять підвищити безпеку на залізничному транспорті за рахунок впровадження сучасних пристроїв автоматики, поліпшення показників безвідмовності і ремонтопридатності.
EN: The purpose of this work is an analytical overview of the current state of development of the constructive element base of switch motors and the search for new solutions for implementation newly designed and renovated railways in Ukraine. To achieve this goal we have carried out the following tasks: it was studied the design of railroad switches and switch motors used on high-speed railways; it was compiled the switch motors motion equations in order to describe the physical processes occurring during the motion of switches and preparation of scientific base for the recommendations of implementation of a particular type of switch motors on the Ukrainian Railways; it was proposed a single-mass scheme of the switch motors and it was obtained an equation of reduced moment of inertia. The analysis of the faults types in the switch motors and switches is executed. One of the common failures is the reducing of the isolation of the line wires L1, L2 of double-wire control scheme, which is widespread on the railways of Ukraine and it is used to operate of DC motors. To study the effect of insulation resistance of line wires L1, L2, we obtained equations of voltage, current and power of relays, depending on the ABCD - parameters of cable and some parameter p characterizing the condition of insulation between the line wires. According to the results of experimental and numerical investigations it was found that the relay OK of double-wire control scheme will be switched on when reducing insulation of one of line wires. The analysis of curves ()рUр and ()рІр shows that the value of voltage of relay OK is not critical, because even for the voltage range of 62.6 ... 72 V the relay will be switched on with the current varied in the range of 0.4 ... 0.75 A. Since the subject of the article is aimed in decreasing the number of failures in the switch motors elements and in the double-wire control scheme, the research in this sphere will allow us to improve railway safety by introducing modern automation devices, improvement of characteris-tics of reliability and maintainability.
Description
Т. Сердюк:ORCID 0000-0002-2609-4071
Keywords
стрелочный электропривод, сопротивление изоляции, уравнения движения стрелочного электропривода, неисправности, стрілочний електропривід, опір ізоляції, рівняння руху стрілочного електроприводу, несправності, switch motor, insulation resistance, the equation of motion of the switch motor, malfunctions, КАТЗ
Citation
Стрелочные привода скоростных железнодорожных магистралей / Е. В. Масленников, П. Э. Горб, Т. Н. Сердюк, А. В. Иванов // Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті. – 2013. – № 5. – С. 63–82. – DOI: 10.15802/ecsrt2013/51032.