Устройство диагностики тягового двигателя электровоза на основе анализа состава эманирующих газов изоляции обмоток
Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть использована для диагностики технического состояния тягового двигателя электровоза на основе анализа состава эмалирующих газов изоляции обмоток. Устройство диагностики тягового двигателя электровоза на основе анализа рабочих параметров двигателя, состоит из связанных линиями связи измерительных устройств с датчиками, воспринимающих выбранные рабочие параметры двигателя, блока памяти этих параметров, дисплея, микропроцессора. Кроме того устройство содержит многофункциональный источник оптического сигнала и газоанализатор, воспринимающий отраженный датчиками состав эмалирующих газов изоляции обмоток. Датчики, воспринимающие выбранные рабочие параметры двигателя выполнены в виде волоконно-оптических и соединены с газоанализатором волоконно-оптическими линиями связи. При этом каждому выбранному рабочему параметру двигателя соответствует свой отдельный датчик, расположенный на контролируемом узле двигателя. Техническим результатом от применения полезной модели является повышение эффективности функционирования системы технического диагностирования электровозов, основанных на формировании рационального комплекса диагностических средств и стратегии их применения, совершенствование системы диагностирования наименее надежных электромеханических узлов электровозов. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.
Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть использована для комплексной диагностики технического состояния тягового двигателя электровоза.
Основным направлением работ по совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта электровозов является увеличение межремонтных пробегов, стремление максимально приблизить их предельные значения к технически обоснованному ресурсу базовых деталей и узлов. К числу мер, повышающих эффективность эксплуатации тягового подвижного состава, следует отнести масштабное внедрение бортовых, переносных и стационарных средств технического диагностирования узлов и агрегатов, систем с формированием банка данных о состоянии электровозов и их узлов с целью дальнейшего перехода на систему ремонта и технического обслуживания с учетом фактического состояния.
Известна система диагностики (патент РФ 
2315275 C1), предназначенная для диагностики технического состояния электроподвижного состава. Она содержит диагностический пост, в состав которого включены ЭВМ с принтером и блок беспроводного интерфейса, а также датчики.
Недостатком системы является низкая достоверность диагностики КМБ МВПС в силу малого количества датчиков и отсутствия возможности поддержания заданного скоростного режима работы механизма при измерении виброакустических сигналов в процессе диагностики.
Наиболее близким аналогом является устройство диагностики асинхронных электрических двигателей (патент РФ 2484490, МПК G01R 31/34, оп. 10.06.2013), состоящее из источников питания, измерительных устройств. Дополнительно включен блок памяти номинальных величин двигателя, бортовой накопитель, дисплей, микропроцессор для определения реальной длительности пуска, микропроцессор для оценки перегрева и состояния изоляции. Измерительные устройства содержат датчик тока, связанный с обоими микропроцессорами, датчик температуры изоляции и датчик температуры окружающей среды, связанные с микропроцессором для определения перегрева и состояния изоляции. Микропроцессоры установлены относительно асинхронного электрического двигателя параллельно, а между собой последовательно. Датчики тока, температуры изоляции, температуры окружающей среды связанны с микропроцессорами через аналого-цифровые преобразователи.
Недостатками известного технического решения являются сложность устройства. Кроме того, точность измерения зависит от точности реакции датчика. Рассматриваемое устройство позволяет оценить состояние изоляции не напрямую, а за счет логических преобразований и вычислений по контролируемому параметру - температура нагрева изоляции. Кроме того данное устройство диагностики асинхронных электрических двигателей не позволяет обеспечить необходимый уровень выявления отказов на ранней стадии. Это связано с тем, что на ранней стадии изменения состояния изоляции характеризуются в первую очередь изменением молекулярного строения, и этот факт возможно обнаружить колебательной спектроскопией инфракрасного поглощения эмалирующих газов изоляции обмоток.
Задачей полезной модели является разработка комплекса диагностических средств, набор и функциональные возможности которых должны обеспечить необходимую полноту и достоверность диагностирования тягового двигателя электровоза.
Техническим, результатом от применения полезной модели является повышение эффективности функционирования системы технического диагностирования электровозов, основанных на формировании рационального комплекса диагностических средств и стратегии их применения, совершенствование системы диагностирования наименее надежных электромеханических узлов электровозов.
Устройство диагностики тягового двигателя электровоза на основе анализа рабочих параметров двигателя, состоит из связанных линиями связи измерительных устройств с датчиками, воспринимающих выбранные рабочие параметры двигателя, блока памяти этих параметров, дисплея, микропроцессора. Кроме того устройство содержит многофункциональный источник оптического сигнала и газоанализатор, воспринимающий отраженный датчиками состав эмалирующих газов изоляции обмоток. Датчики, воспринимающие выбранные рабочие параметры двигателя выполнены в виде волоконно-оптических и соединены с газоанализатором волоконно-оптическими линиями связи. При этом каждому выбранному рабочему параметру двигателя соответствует свой отдельный датчик, расположенный на контролируемом узле двигателя.
На рисунке представлена схема устройства комплексной диагностики тягового двигателя электровоза.
Позиции обозначают: волоконно-оптические линии связи (1); волоконно-оптические датчики (2) параметров двигателя; лазерный источник (3) оптического сигнала; многофункциональный анализатор (4) характеристик оптического сигнала; персональный компьютер (5).
Для диагностики состояния двигателя в целом предлагается устройство диагностики тягового двигателя электровоза.
Устройство диагностики образована путем объединения в единый комплекс диагностики состояния двигателя в целом разнородных устройств, обеспечивающих диагностику требуемых характеристик двигателя на основе анализа состава эмалирующих газов изоляции обмоток.
Устройство работает следующим образом.
Сигнал формируется оптическим лазерным источником оптического сигнала (3), и передается по волоконно-оптическим линиям (1) в волоконно-оптические датчики параметров двигателя (2), требуемых характеристик двигателя. После прохождения волоконно-оптических датчиков (2), параметры оптического сигнала изменяются под действием влияния измеряемых параметров тягового двигателя. Далее по волоконно-оптическим линиям связи (1) оптические сигналы с измененными параметрами поступают в многофункциональный анализатор параметров оптического сигнала (4). В анализаторе характеристик оптического сигнала (4) производится сравнение параметров оптического сигнала исходного, полученного от источника, и сигналов полученных после прохождения соответствующих датчиков с изменившимися параметрами. По расхождению параметров оптического сигнала определяют насколько изменились контролируемые (диагностируемые) параметры двигателя (в данном случае: состав эмалирующих газов изоляции обмоток). Изменения параметров двигателя, после обработки от анализатора характеристик оптических сигналов (4) передаются на персональный компьютер (5), в котором происходит визуализация шкал контролируемых параметров и выводом их в одном окне одновременно.
Преимущества данного устройства состоят в том, что одновременно контролируются несколько параметров тягового двигателя на основе анализа состава эмалирующих газов изоляции обмоток, что позволит определить предотказное состояние и ресурс работы тягового двигателя.
Очевидно, что описанные выше варианты осуществления не должны рассматриваться в качестве ограничения объема патентных притязаний полезной модели. Для любого специалиста в данной области техники понятно, что есть возможность внести множество изменений в описанное выше устройство без отхода от принципов полезной модели, заявленного в формуле полезной модели.
Устройство диагностики тягового двигателя электровоза на основе анализа рабочих параметров двигателя, состоящее из измерительных устройств с датчиками, воспринимающими выбранные рабочие параметры двигателя, блока памяти этих параметров, дисплея, микропроцессора, связанных линиями связи, отличающееся тем, что устройство снабжено многофункциональным источником оптического сигнала и газоанализатором, воспринимающим отраженный датчиками состав эмалирующих газов изоляции обмоток, датчики, воспринимающие выбранные рабочие параметры двигателя, выполнены в виде волоконно-оптических и соединены с газоанализатором волоконно-оптическими линиями связи, при этом каждому выбранному рабочему параметру двигателя соответствует свой отдельный датчик, расположенный на контролируемом узле двигателя.
