Устройство для проверки частотной характеристики токоприемника

 

Использование: для диагностики токоприемников электроподвижного состава. Сущность изобретения: устройство содержит закрепленный на несущем тросе посредством жестких распорок и взаимодействующий с полозом токоприемника программный элемент в виде контактного провода, расположенного вдоль оси пути, регистрирующий узел и датчик отрывов. Программный элемент изогнут в вертикальной плоскости по синусоиде и закреплен на несущем тросе с зигзагом в горизонтальной плоскости таким образом, что верхние участки синусоиды поочередно закреплены по разные стороны относительно оси пути, а нижние - вдоль оси. Устройство позволяет получить контролируемую частотную характеристику токоприемника с учетом реальных условий эксплуатации. 2 ил.

Изобретение относится к области исследолвания токосъема на электрическом рельсовом транспорте магистральных, промышленных и городских железных дорог.

Известно устройство для проверки частотной характеристики токоприемника, содержащее закрепленный на несущем тросе посредством жестких распорок и взаимодействующий с полозом токоприемника программный элемент в виде контактного провода, расположенного вдоль оси пути и изогнутого в вертикальной плоскости по синусоиде, датчик отрывов полоза токопремника от контактного провода, выход которого связан с регистрирующим устройством.

Известное устройство содержит два параллельных программных элемента, расположенных над каретками полоза токоприемника, которые имитируют отработку стрел провеса контактного провода сразу обеими каретками, что не соответствует реальным условиям работы токоприемников. Устройство не учитывает зигзаг контактного провода, который поочередно взаимодействует с каретками полоза и оказывает значительное влияние на динамику взаимодействия токоприемника с контактным проводом. Кроме того, не учитывается боковая составляющая силы трения в контакте от движения контактного провода по полозу при отработке зигзага. Сила трения оказывает существенное влияние на сухое трение в шарнирах и, следовательно, на контактное нажатие. Это происходит вследствие того, что при взаимодействии полоза токоприемника, имеющего изношенную поверхность (пропилы, локальный износ, сколы), с контактным проводом возникает знакопеременный изгибающий момент относительно основания токоприемника (ввиду расположения контактного провода в плане с зигзагом), оказывающий отрицательное влияние на работу токоприемника и приводящий к его поломкам. В устройстве используется аппаратура, которая работает под потенциалом контактной сети, что требует гальванической развязки в виде изолировочного трансформатора.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов измерений.

Указанная цель достигается тем, что программный элемент устройства выполнен в виде контактного провода, закрепленного на несущем тросе с зигзагом в горизонтальной плоскости таким образом, что верхние участки синусоиды поочередно закреплены по разные стороны относительно оси пути, а нижние - вдоль оси. Датчик отрывов выполнен в виде датчиков искрения в контакте между полозом токоприемника и программным элементом. Датчики искрения выполнены в виде фотодиодов, направленных на программный элемент так, что зона действия каждого сопрягается с зоной действия соседнего.

На фиг.1 и фиг.2 представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для проверки частотной характеристики токоприемника содержит закрепленный на несущем тросе 1 посредством жестких распорок 2 и взаимодействующий с полозом 3 токоприемника программный элемент в виде контактного провода 4, расположенного вдоль оси пути 5. Программный элемент изогнут в вертикальной плоскости по синусоиде. Устройство содержит также датчик отрывов 7 полоза 3 токоприемника от контактного провода 4, выход которого связан с регистрирующим узлом 6.

Программный элемент закреплен на несущем тросе 1 с зигзагом в горизонтальной плоскости таким образом, что верхние участки синусоиды поочередно закреплены по разные стороны относительно оси 5 пути, а нижние - вдоль оси 5.

Датчик отрывов выполнен в виде датчиков искрения 7 в контакте между полозом токоприемника и контактным проводом 4, равномерно разнесенных по длине программного элемента. Датчики искрения 7 выполнены в виде фотодиодов и направлены на программный элемент так, что зона действия каждого сопрягается с зоной действия соседнего.

Устройство работает следующим образом.

Локомотив подходит к устройству с поднятым токоприемником и проходит этот участок с определенной скоростью. При движении локомотива программный элемент в виде контактного провода 4 воздействует на полоз 3 токоприемника, имитируя стрелы провеса контактной подвески заданной величины. Для придания достаточной жесткости конструкции устройства программный элемент закреплен на несущем тросе 1 посредством жестких распорок 2. Отрывы полоза 3 токоприемника фиксируются датчиками искрения 7, связанными с устройством регистрации 6. Регистрация возможна исходя из того, что программный элемент находится под потенциалом контактной сети и при отрывах полоза 3 токоприемника от контактного провода 4 возникают искрение и электрическая дуга.

Датчики искрения 7 равномерно разнесены по длине программного элемента таким образом, что зона действия каждого сопрягается с зоной действия соседнего.

Программный элемент закреплен на несущем тросе 1 с зигзагом в горизонтальной плоскости таким образом, что верхние участки синусоиды (программного элемента) поочередно закреплены по разные стороны оси 5 пути, а нижние - вдоль оси 5. Это позволяет приблизить контролируемую частотную характеристику токоприемника к реальным условиям эксплуатации.

Необходимость учета боковой составляющей силы трения, возникающей в результате скольжения контактного провода, расположенного в плане с зигзагом, по полозу токоприемника, обусловлена тем, что она вызывает значительные изгибы токоприемника относительно его основания, что значительно увеличивает величину сухого трения в шарнирах. Величина сухого трения достигает наибольших значений при контактировании полоза с изношенными контактными пластинами и контактного провода.

Возмущающая частота колебаний полоза при проходе им программного элемента может быть вычислена по формуле: = V/L, где V - скорость прохода локомотива по участку с программным элементом, м/c; L - длина программного элемента, м.

Частотная характеристика токоприемника существенно влияет на надежность работы контактной сети и токоприемника. Несоответствие ее установленным нормам может привести к изменению контактного нажатия токоприемника и в конечном итоге к повреждениям. Токоприемник, имеющий частотную характеристику, отклоняющуюся от допустимых норм, может пережечь контактную сеть вследствие изменения контактного нажатия.

Проверка частотной характеристики на линии без остановки локомотива позволит выявлять токоприемники, имеющие отклонения частотной характеристики от допустимых значений. Это повысит надежность работы токоприемников и контактной сети.

Все элементы устройства просты в изготовлении. Датчики искрения, выполненные в виде фотодиодов, позволят использовать устройство без применения гальванической развязки. Применение программного элемента, находящегося непосредственно под потенциалом контактной сети, позволит производить монтаж устройства без дополнительных затрат на установку изолирующих устройств и без дополнительной нагрузки на контактную подвеску.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОКОПРИЕМНИКА, содержащее подвешенный на несущем тросе с помощью жестких распорок и взаимодействующий с полозом токоприемника программный элемент в виде контактного провода, расположенного вдоль оси пути и изогнутого в вертикальной плоскости по синусоиде, датчик отрывов полоза токоприемника от контактного провода, связанный выходом с входом регистрирующего узла, отличающееся тем, что программный элемент выполнен с зигзагом в горизонтальной плоскости, причем верхние участки синусоиды поочередно закреплены по разные стороны относительно оси пути, а нижние - вдоль оси пути.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2