Система комплексной диагностики тягового двигателя электровоза

Авторы патента:

G01M17/08 - железнодорожного транспорта

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть использована для комплексной диагностики технического состояния тягового двигателя электровоза. Система комплексной диагностики тягового двигателя электровоза состоит из измерительных устройств, дисплея, микропроцессора, причем в качестве измерительных устройств установлены датчики, воспринимающие выбранные рабочие параметры двигателя. Кроме этого система содержит волоконно-оптические линии связи, волоконно-оптические датчики, воспринимающие выбранные рабочие параметры двигателя, источник оптического сигнала, многофункциональный анализатор характеристик оптического сигнала; при этом каждому выбранному рабочему параметру двигателя соответствует свой отдельный датчик; при этом каждый датчик расположен на контролируемом узле двигателя; при этом волоконно-оптический датчик параметров двигателя лазерный. При этом система комплексной диагностики тягового двигателя электровоза содержит несколько волоконно-оптических датчиков одновременно, для контроля нескольких рабочих параметров тягового двигателя (температуры, электрического поля, магнитного поля, загазованности, деформации и т.д.). 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.

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 по фактическому состоянию.

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.

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.

Это достигается тем, что система комплексной диагностики тягового двигателя электровоза, состоящая из измерительных устройств, дисплея, микропроцессора, причем в качестве измерительных устройств установлены датчики, воспринимающие выбранные рабочие параметры двигателя, согласно полезной модели, содержат волоконно-оптические линии связи, волоконно-оптические датчики, воспринимающие выбранные рабочие параметры двигателя, источник оптического сигнала, многофункциональный анализатор характеристик оптического сигнала; при этом каждому выбранному рабочему параметру двигателя соответствует свой отдельный датчик; при этом каждый датчик расположен на контролируемом узле двигателя; при этом волоконно-оптический датчик параметров двигателя лазерный. При этом система комплексной диагностики тягового двигателя электровоза содержит несколько волоконно-оптических датчиков одновременно, для контроля нескольких рабочих параметров тягового двигателя (температуры, электрического поля, магнитного поля, загазованности, деформации и.т.).

На рисунке представлена схема системы 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 комплексная система диагностики тягового двигателя электровоза.

Система диагностики образована путем объединения в единый комплекс диагностики состояния двигателя в целом разнородных систем, обеспечивающих диагностику требуемых характеристик двигателя (например: одновременно - температура, вибрация, скорость вращения якоря или ротора).

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 (например: одновременно - температура, вибрация, скорость вращения якоря или ротора). После прохождения волоконно-оптических датчиков (2), параметры оптического сигнала изменяются под действием влияния измеряемых параметров тягового двигателя (например: температуры, скорость вращения якоря или ротора и вибрация). 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: температура, скорость вращения якоря или ротора и вибрация, одновременно). 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 (шкала температуры двигателя и ее предельные значения, шкала скорости вращения якоря или ротора и ее предельные значения, шкала вибрации двигателя). Это позволит контролировать несколько параметров одновременно в реальном масштабе времени.

Преимущества данной системы состоят в том, что одновременно контролируются несколько параметров тягового двигателя, что позволит существенно повысить точность диагностики в реальном масштабе времени и снизить аварийность 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 описанную выше систему без отхода от принципов полезной модели, заявленного в формуле полезной модели.

Система комплексной диагностики тягового двигателя электровоза, состоящая из измерительных устройств, блока памяти номинальных величин двигателя, дисплея, микропроцессора, а измерительные устройства содержат датчики, воспринимающие выбранные рабочие параметры двигателя, отличающаяся тем, что содержит волоконно-оптические линии связи, волоконно-оптические датчики, воспринимающие выбранные рабочие параметры двигателя, источник оптического сигнала, многофункциональный анализатор характеристик оптического сигнала; при этом каждому выбранному рабочему параметру двигателя соответствует свой отдельный датчик, при этом каждый датчик расположен на контролируемом узле двигателя; при этом волоконно-оптический датчик параметров двигателя лазерный.